3D打印點陣結構內部的缺陷檢測問題,需分析不同無損檢測技術的優缺點和適應范圍。本研究選擇結合計算機斷層掃描技術,提出了缺陷智能識別、定位算法,并實現了微小缺陷的分類識別,同時給出了缺陷數目和位置的不同對結構性能本身的影響關系。具體從以下幾個方面展開研究:
1. 基于計算機斷層掃描技術的圖像重建研究
針對3D打印點陣結構的復雜幾何結構、材料特性以及缺陷特征,結合不同的無損檢測方法的優缺點以及適用范圍,采用計算機斷層掃描技術對樣品進行分層掃描,利用VGStudio MAX軟件進行圖像重建,對樣件斷層掃描圖像進行研究。
2. 缺陷識別與定位算法研究
根據點陣結構的周期性有序排列特性分析圖像中的灰度特征,為了消除儀器本身引起的灰度不均勻性的影響,選取滑動窗口的方式對圖像進行遍歷,根據實際情況選擇合適的窗口尺寸。根據差分圖像中的缺陷邊緣值建立缺陷識別規則,對缺陷實現判識和定位。
3. 微小缺陷分類識別研究
為了實現點陣結構內部微小缺陷的分類識別,在Faster R - CNN目標檢測網絡的基礎上搭建淺層次的圖像超分辨率重建網絡,增強微小缺陷的目標特征和細節信息,并加深骨干網絡深度,便于缺陷特征的提取。通過利用CT切片圖像設置訓練集,在新的網絡中得到檢測模型,對CT圖像中的微小缺陷進行分類判識和定位。
4. 缺陷對結構性能影響研究
利用Abaqus模擬準靜態壓縮過程,分別開展不同位置和不同數量缺陷對點陣結構失效模式的研究,分析不同缺陷位置和數量對點陣結構失效模式的影響變化,為點陣結構在實際應用中提供理論指導。

射線照相法檢測技術介紹
這是最基本、應用最多的一種射線檢測方法。具體操作及特點如下:
- 檢測原理:將膠片放在適當的位置,讓膠片在透過射線的作用下感光,經過暗室處理后得到底片。底片上各點的黑化程度與射線照射量(照射強度×照射時間)有著緊密的聯系,根據缺陷區域和完好區域的射線強度不一致,底片上的對應區域便會出現差異。在觀片燈光屏上放上底片,借助透光光線觀察,評片人員根據對比度不同形狀的影像判定缺陷并評價樣件。
- 應用范圍:射線照相法廣泛應用在鍋爐、壓力容器的制造過程和使用過程中,是以膠片作為記錄介質得到缺陷的直觀圖像,通過觀察員對底片的觀察得到缺陷的數量、位置等信息,并長期保存。
- 適用材料與樣件要求:這種方法可以適用在鋼、鈦、銅等金屬材料,對于樣件的形狀、表面基本沒有要求。對于薄的樣件檢測毫無難度,可以說不存在檢測下限,但是檢測上限受到射線穿透能力的限制。
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