| 致谢 | 第5-6页 |
| 摘要 | 第6-8页 |
| Abstract | 第8-9页 |
| 第1章 绪论 | 第22-40页 |
| 1.1 引言 | 第22页 |
| 1.2 碳纤维复合材料的发展现状 | 第22-24页 |
| 1.2.1 碳纤维复合材料的应用 | 第22-23页 |
| 1.2.2 碳纤维复合材料的典型缺陷 | 第23-24页 |
| 1.3 碳纤维复合材料无损检测技术 | 第24-32页 |
| 1.3.1 碳纤维复合材料缺陷检测技术总体介绍 | 第24-26页 |
| 1.3.1.1 红外热成像技术 | 第25页 |
| 1.3.1.2 电子剪切散斑技术 | 第25页 |
| 1.3.1.3 X射线检测技术 | 第25页 |
| 1.3.1.4 超声检测技术 | 第25-26页 |
| 1.3.2 基于超声的碳纤维复合材料孔隙缺陷检测技术 | 第26-32页 |
| 1.3.2.1 探头布置方式 | 第26页 |
| 1.3.2.2 检测原理 | 第26-31页 |
| 1.3.2.3 其他相关工作 | 第31-32页 |
| 1.4 超声检测信号处理方法 | 第32-36页 |
| 1.4.1 分离谱技术 | 第32-33页 |
| 1.4.2 时频分析技术 | 第33-34页 |
| 1.4.2.1 基于加窗傅里叶变换和小波变换的分析方法 | 第33页 |
| 1.4.2.2 基于解析信号的方法 | 第33-34页 |
| 1.4.2.3 基于时频分布的方法 | 第34页 |
| 1.4.2.4 基于分数阶傅里叶变换的方法 | 第34页 |
| 1.4.3 超声回波还原方法 | 第34-35页 |
| 1.4.3.1 时域还原方法 | 第35页 |
| 1.4.3.2 时频域还原方法 | 第35页 |
| 1.4.4 模式识别和人工智能技术 | 第35-36页 |
| 1.4.5 其他方法 | 第36页 |
| 1.5 课题来源和意义 | 第36-37页 |
| 1.5.1 课题来源 | 第36页 |
| 1.5.2 选题意义 | 第36-37页 |
| 1.6 论文主要研究内容与组织结构 | 第37-40页 |
| 第2章 层状CFRP脉冲反射法建模 | 第40-66页 |
| 2.1 引言 | 第40页 |
| 2.2 声波在多层介质中的传播模型 | 第40-47页 |
| 2.2.1 阻尼介质中的平面声波 | 第40-41页 |
| 2.2.2 单层介质中的声传播模型 | 第41-43页 |
| 2.2.3 多层介质中的声传播模型 | 第43-47页 |
| 2.2.3.1 单次反射模型 | 第44页 |
| 2.2.3.2 反射系数传递模型 | 第44页 |
| 2.2.3.3 参数层模型 | 第44-46页 |
| 2.2.3.4 模型的比较分析和选择 | 第46-47页 |
| 2.3 CFRP层板反射系数计算 | 第47-56页 |
| 2.3.1 反射系数的共振现象 | 第48-51页 |
| 2.3.2 含孔隙CFRP的反射系数 | 第51-54页 |
| 2.3.2.1 含均匀孔隙CFRP的反射系数 | 第52-53页 |
| 2.3.2.2 含局部孔隙CFRP的反射系数 | 第53-54页 |
| 2.3.3 含富树脂CFRP的反射系数 | 第54-56页 |
| 2.3.3.1 含局部厚树脂CFRP的反射系数 | 第55-56页 |
| 2.3.3.2 含局部替代树脂CFRP的反射系数 | 第56页 |
| 2.4 CFRP层板接收信号的时频特征 | 第56-64页 |
| 2.4.1 接收信号模型 | 第57页 |
| 2.4.2 广义S变换 | 第57-59页 |
| 2.4.3 各接收信号成分的时频特征 | 第59-61页 |
| 2.4.3.1 反射系数传递模型的计算结果 | 第59-61页 |
| 2.4.3.2 单次反射模型和参数层模型的计算结果 | 第61页 |
| 2.4.4 接收信号的近似模型 | 第61-64页 |
| 2.5 本章小结 | 第64-66页 |
| 第3章 基于非线性动力学方法的层状CFRP孔隙率检测 | 第66-94页 |
| 3.1 引言 | 第66页 |
| 3.2 序列的距离 | 第66-68页 |
| 3.2.1 各种距离的定义 | 第66-67页 |
| 3.2.2 距离的幅值无关性和幅值依赖性 | 第67-68页 |
| 3.3 递归图与递归定量分析 | 第68-71页 |
| 3.3.1 距离图和递归图 | 第68-70页 |
| 3.3.1.1 距离图和递归图的定义 | 第68-69页 |
| 3.3.1.2 递归图的参数选择 | 第69页 |
| 3.3.1.3 递归图中的特殊结构 | 第69-70页 |
| 3.3.2 递归定量分析 | 第70-71页 |
| 3.4 一维信号的熵分析 | 第71-73页 |
| 3.4.1 样本熵的定义 | 第71-72页 |
| 3.4.2 多尺度样本熵 | 第72-73页 |
| 3.5 基于递归定量分析的CFRP孔隙率检测 | 第73-89页 |
| 3.5.1 孔隙率对背散射信号复杂度的影响分析 | 第73-74页 |
| 3.5.2 实验材料和待分析信号 | 第74页 |
| 3.5.3 背散射信号的递归分析 | 第74-77页 |
| 3.5.4 不同分析参数下的结果 | 第77-83页 |
| 3.5.4.1 递归图与递归定量分析结果 | 第77-79页 |
| 3.5.4.2 单调指示矩阵 | 第79-82页 |
| 3.5.4.3 阈值选择的鲁棒性分析 | 第82-83页 |
| 3.5.5 不同分析尺度下的结果 | 第83-84页 |
| 3.5.6 不同距离准则下的结果 | 第84-89页 |
| 3.5.6.1 闵可夫斯基距离下的结果 | 第84-87页 |
| 3.5.6.2 角度距离下的结果 | 第87-89页 |
| 3.6 基于熵分析的CFRP孔隙率检测 | 第89-92页 |
| 3.6.1 不同分析参数下的结果 | 第89-91页 |
| 3.6.1.1 样本熵的分布 | 第89页 |
| 3.6.1.2 单调指示矩阵 | 第89-91页 |
| 3.6.2 不同分析尺度下的结果 | 第91-92页 |
| 3.7 本章小结 | 第92-94页 |
| 第4章 低孔隙率CFRP的局部孔隙检测 | 第94-122页 |
| 4.1 引言 | 第94页 |
| 4.2 模态分解 | 第94-97页 |
| 4.2.1 经验模态分解 | 第94-95页 |
| 4.2.2 变分模态分解 | 第95-96页 |
| 4.2.3 计算实例 | 第96-97页 |
| 4.3 超声回波参数估计 | 第97-108页 |
| 4.3.1 超声回波参数模型 | 第97-100页 |
| 4.3.1.1 混合指数模型 | 第98页 |
| 4.3.1.2 双指数模型 | 第98页 |
| 4.3.1.3 高斯型模型 | 第98-99页 |
| 4.3.1.4 模型实例 | 第99-100页 |
| 4.3.2 基于GN-SAGE算法的超声回波参数估计 | 第100-105页 |
| 4.3.2.1 单回波参数估计方法 | 第100-102页 |
| 4.3.2.2 多回波参数估计方法 | 第102-103页 |
| 4.3.2.3 计算实例 | 第103-105页 |
| 4.3.3 基于匹配追踪的超声回波参数估计 | 第105-108页 |
| 4.3.3.1 匹配追踪的基本流程 | 第105-106页 |
| 4.3.3.2 匹配追踪的原子选择 | 第106-107页 |
| 4.3.3.3 计算实例 | 第107-108页 |
| 4.4 局部反射能力评估 | 第108-111页 |
| 4.4.1 维纳滤波 | 第108-109页 |
| 4.4.2 能量函数和瞬时增益 | 第109-111页 |
| 4.4.2.1 能量函数 | 第109-111页 |
| 4.4.2.2 瞬时增益 | 第111页 |
| 4.5 局部孔隙检测方法 | 第111-119页 |
| 4.5.1 接收信号的成分分离 | 第112-114页 |
| 4.5.2 低频成分的回波分离 | 第114页 |
| 4.5.3 缺陷评估和定位 | 第114页 |
| 4.5.4 实验研究 | 第114-118页 |
| 4.5.4.1 成分分离 | 第115-117页 |
| 4.5.4.2 回波分离 | 第117页 |
| 4.5.4.3 缺陷反射能力评估和缺陷定位 | 第117-118页 |
| 4.5.4.4 金相观察 | 第118页 |
| 4.5.4.5 与维纳滤波的比较 | 第118页 |
| 4.5.5 主要偏差来源分析 | 第118-119页 |
| 4.6 本章小结 | 第119-122页 |
| 第5章 复杂形状CFRP细观缺陷检测 | 第122-154页 |
| 5.1 引言 | 第122页 |
| 5.2 基于GST—时频图像消噪的超声缺陷回波检测方法 | 第122-135页 |
| 5.2.1 广义S变换的可逆性 | 第122-123页 |
| 5.2.2 超声回波的时频分布 | 第123-125页 |
| 5.2.3 迭代式回波还原 | 第125-130页 |
| 5.2.3.1 最大类间方差法和最大熵法 | 第126-127页 |
| 5.2.3.2 面积检测与数学形态学 | 第127页 |
| 5.2.3.3 差分评价指标 | 第127-130页 |
| 5.2.4 方法应用 | 第130-135页 |
| 5.2.4.1 仿真信号处理 | 第130-134页 |
| 5.2.4.2 实验信号处理 | 第134-135页 |
| 5.3 基于EMD消噪的超声缺陷回波检测方法 | 第135-143页 |
| 5.3.1 模态混叠的处理方法 | 第135-136页 |
| 5.3.2 基于EMD的消噪方法 | 第136-140页 |
| 5.3.2.1 主要消噪策略 | 第136-137页 |
| 5.3.2.2 超声信号模态分析 | 第137-138页 |
| 5.3.2.3 结合PR和IT的消噪方法 | 第138-140页 |
| 5.3.3 方法应用 | 第140-143页 |
| 5.3.3.1 仿真信号处理 | 第140-141页 |
| 5.3.3.2 实验信号处理 | 第141-143页 |
| 5.4 基于支持向量机消噪的超声缺陷回波检测方法 | 第143-151页 |
| 5.4.1 支持向量机 | 第143-144页 |
| 5.4.2 分类效果评价 | 第144-146页 |
| 5.4.3 结合SVM和其他方法的超声信号消噪 | 第146-150页 |
| 5.4.3.1 基本处理流程 | 第146-149页 |
| 5.4.3.2 实际中的可选处理方案 | 第149页 |
| 5.4.3.3 基于SVM的消噪策略 | 第149-150页 |
| 5.4.4 方法应用 | 第150-151页 |
| 5.4.4.1 金属材料裂纹检测 | 第150-151页 |
| 5.4.4.2 复杂形状CFRP钻孔检测 | 第151页 |
| 5.5 本章小结 | 第151-154页 |
| 第6章 CFRP超声检测结果的可视化 | 第154-176页 |
| 6.1 引言 | 第154页 |
| 6.2 超声检测数据采集系统 | 第154-155页 |
| 6.3 超声检测信号分析软件 | 第155-168页 |
| 6.3.1 超声检测信号分析软件的总体设计 | 第155-156页 |
| 6.3.2 超声检测信号处理模块设计 | 第156-158页 |
| 6.3.3 超声检测结果可视化模块设计 | 第158-159页 |
| 6.3.3.1 可视化中的主要问题和解决方案 | 第158-159页 |
| 6.3.3.2 可视化的视图选择 | 第159页 |
| 6.3.4 超声波在CFRP中的传播特性模块设计 | 第159-160页 |
| 6.3.5 超声检测信号分析软件测试结果 | 第160-168页 |
| 6.3.5.1 信号处理模块测试 | 第160-165页 |
| 6.3.5.2 可视化模块测试 | 第165-167页 |
| 6.3.5.3 CFRP中超声波的传播特性模块测试 | 第167-168页 |
| 6.4 本章小结 | 第168-176页 |
| 第7章 总结与展望 | 第176-178页 |
| 7.1 全文总结 | 第176-177页 |
| 7.2 工作展望 | 第177-178页 |
| 参考文献 | 第178-194页 |
| 攻读博士学位期间的论文和课题 | 第194页 |
