基于DEMD的激光超聲損傷信號處理方法研究.pdf

1、隨著科學技術(shù)的日益發(fā)展，激光超聲因其具有非接觸、光斑小、分辨率高、光線可移動等特點，逐漸成為復雜裝備表面或設備內(nèi)部零件微小損傷的主要檢測方法。本文針對鋁板表面微小損傷的定量分析與特征提取，進行了一系列相關(guān)研究。
　　本文首先論述了激光超聲檢測表面損傷的原理，通過對損傷信號的特性分析，介紹了激光超聲表面損傷檢測的方法與實驗系統(tǒng)的具體構(gòu)成。依據(jù)實驗回波信號為一種非平穩(wěn)、非線性的隨機信號。擬定了基于經(jīng)驗模態(tài)分解（Empirical Mo

2、de Decomposition，簡稱EMD）的方法對損傷信號進行分析處理。針對傳統(tǒng)EMD具有端點效應，采用了基于優(yōu)化求導的經(jīng)驗模態(tài)分解方法（Derivative-optimized empirical mode decomposition）。DEMD算法改善了傳統(tǒng)三次樣條插值擬合求上下包絡線的不足，較原方法所獲取的IMFs（Intrinsic Mode Function）相關(guān)性高、均方誤差低，良好的抑制了端點效應。其次，依據(jù)激勵源為熱

3、彈激發(fā)的產(chǎn)生機理，建立了激光線源熱-結(jié)構(gòu)模擬仿真模型。運用DEMD的方法對數(shù)值模擬信號進行分解，并對其固有模態(tài)函數(shù)進行了時頻域分析和瞬時頻率分析，分析結(jié)果表明固有模態(tài)分量的時域波形與瞬時頻率同裂紋深度之間存有明顯的變化規(guī)律。最后，對激光超聲表面損傷檢測實驗系統(tǒng)所獲取的損傷回波信號，采用了基于信噪模態(tài)分選準則的DEMD降噪預處理。按照 Hilbert譜與邊際譜理論，對實驗信號進行DEMD分解，并分別對篩選出的IMF進行了瞬時頻率分析、Hi