內容大鋼
本書系統闡述了基於超聲紅外熱成像技術的金屬結構裂紋檢測與識別的相關理論、方法及應用。在本書編寫的過程中，編者參考了國內外的前沿研究成果，並結合課題組在實際工程中的應用案例，力求使內容具有科學性、系統性、實用性和前瞻性。全書共分11章，涵蓋超聲紅外熱成像技術的基本原理、超聲激勵下金屬結構的振動特性、裂紋區域生熱特性、檢測條件優化、熱成像處理與缺陷識別、缺陷可檢測性、應用試驗等內容。本書既可以作為無損檢測、金屬材料研究、工程結構安全評估等領域科研人員的參考用書，也可以作為測試技術相關專業本科生及研究生的教材。
作者介紹
編者:馮輔周//張超省//朱俊臻//閔慶旭|責編:秦聰
目錄
第1章 緒論
1.1 常用無損檢測技術方法及特點分析
1.2 主動紅外熱成像無損檢測技術概況
1.3 超聲紅外熱成像無損檢測技術概述
1.4 超聲紅外熱成像無損檢測技術的國內外研究現狀
1.4.1 對鋼結構材料缺陷的檢測
1.4.2 對合金結構材料裂紋的檢測
1.4.3 對複合材料缺陷的檢測
1.4.4 對其他材料缺陷的檢測
參考文獻
第2章 超聲紅外熱成像無損檢測技術基礎
2.1 紅外熱成像檢測技術基礎
2.2 紅外熱成像的影響因素
2.2.1 輻射率
2.2.2 紅外熱成像儀性能
2.2.3 雜訊與干擾
2.2.4 超聲激勵參數
2.3 超聲紅外熱成像檢測系統構成
2.4 本章小結
參考文獻
第3章 超聲激勵下金屬結構的振動特性
3.1 超聲(振動)加熱機理與影響因素
3.1.1 實驗裝置
3.1.2 振動特性描述方法
3.1.3 實驗結果分析
3.2 基於壓電-力類比方法的有限元分析
3.2.1 壓電-力類比方法
3.2.2 接觸-碰撞模型
3.2.3 有限元建模
3.2.4 模擬結果分析
3.3 基於動量守恆的接觸-碰撞理論模型
3.3.1 理論建模
3.3.2 結果分析
3.4 本章小結
參考文獻
第4章 超聲激勵下金屬結構裂紋的生熱特性
4.1 金屬平板貫穿裂紋摩擦生熱的實驗分析
4.1.1 實驗裝置
4.1.2 裂紋區域溫度分佈
4.2 基於熱-固耦合的裂紋生熱特性分析
4.2.1 摩擦生熱計算
4.2.2 有限元建模
4.2.3 模擬結果分析
4.3 基於傳熱模型的裂紋溫度場模擬
4.3.1 理論建模
4.3.2 結果分析
4.4 本章小結
第5章 超聲紅外熱成像技術的檢測條件優化
5.1 理論基礎
5.1.1 檢出概率模型
5.1.2 報警概率模型
5.1.3 基於赤池信息準則的變數篩選
5.1.4 t檢驗
5.2 檢測條件對裂紋熱信號的影響分析
5.2.1 激勵時間對裂紋熱信號的影響
5.2.2 預緊力對裂紋熱信號的影響
5.2.3 激勵強度對裂紋熱信號的影響
5.2.4 激勵位置對裂紋熱信號的影響
5.3 基於檢出概率和報警概率的檢測條件優化
5.3.1 測試矩陣設計
5.3.2 檢出概率估算
5.3.3 報警數據分析
5.3.4 檢測條件優化
5.4 本章小結
參考文獻
第6章 超聲紅外熱成像的單幀圖像增強
6.1 超聲紅外單幀圖像常規增強流程
6.1.1 算術運算
6.1.2 灰度變換
6.1.3 平滑與銳化
6.2 二值化與形態學降噪
6.2.1 二值化
6.2.2 形態學降噪
6.3 基於聚類分析和骨架提取的圖像增強
6.3.1 基於k均值的DBSCAN聚類分割
6.3.2 擴散校正與圖像融合
6.3.3 基於骨架提取的POSHE演算法
6.4 本章小結
參考文獻
第7章 超聲紅外熱像圖的序列增強
7.1 基於主成分分析的紅外熱像圖序列增強
7.1.1 主成分分析原理
7.1.2 圖像序列預處理
7.1.3 處理結果與分析
7.1.4 基於sparse-PCA的熱成像增強
7.1.5 基於KPCA的熱成像增強演算法研究
7.2 基於小波變換的紅外熱像圖序列增強
7.2.1 裂紋熱信號頻譜分析
7.2.2 小波變換理論基礎
7.2.3 處理結果與分析
7.3 本章小結
參考文獻
第8章 超聲紅外熱成像的缺陷特徵提取與識別
8.1 基於脈衝相位與熱擴散的缺陷特徵提取
8.1.1 脈衝相位法的基本原理
8.1.2 脈衝相位法用於圖像序列處理
8.1.3 在基於相位信息的缺陷特徵提取
8.1.4 基於熱擴散的缺陷類型判斷
8.2 基於卷積神經網路和遷移學習的金屬結構裂紋尺寸識別
8.2.1 基於卷積神經網路的基本理論
8.2.2 遷移學習基礎與卷積神經網路模型微調
8.2.3 在單一檢測條件下金屬構件裂紋尺寸識別
8.2.4 在複合檢測條件下金屬構件裂紋尺寸識別
8.3 基於U-Net的裂紋尺寸識別
8.3.1 U-Net及其改進的網路模型構建
8.3.2 缺陷特徵提取與裂紋尺寸識別對比分析
8.4 本章小結
參考文獻
第9章 基於超聲紅外鎖相熱成像技術的裂紋定量評估研究
9.1 超聲紅外鎖相熱成像技術基礎
9.2 超聲鎖相熱成像檢測系統構成
9.2.1 系統構成
9.2.2 試件
9.3 在調製超聲激勵下的金屬平板裂紋檢測
9.3.1 實驗分析
9.3.2 有限元模擬
9.3.3 理論分析
9.4 在調製超聲激勵下的裂紋熱源重構
9.4.1 理論基礎
9.4.2 解析數據分析
9.4.3 實驗數據分析
9.5 本章小結
參考文獻
第10章 超聲紅外熱成像的缺陷檢測可靠性評估
10.1 裂紋尺寸對裂紋熱信號的影響
10.1.1 試件製作及測量
10.1.2 響應信號提取
10.1.3 響應信號隨裂紋尺寸變化的規律
10.2 可靠性評估的�
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