人工缺陷仿真技術是指人為採用一定的儀器、方法進行缺陷仿真的技術。
基本介紹
- 中文名：人工缺陷仿真技術
- 外文名：Artificial defect simulation technology
- 學科：航空工程
- 領域：理論技術
- 範圍：缺陷仿真
簡介,缺陷,典型的缺陷類型,缺陷仿真技術的重要性,缺陷仿真技術研究現狀,
簡介
人工缺陷仿真技術是指人為採用一定的儀器、方法進行缺陷仿真的技術。
缺陷
缺陷(Imperfection)是指鑄件表面或內部的欠缺(fault of defect ),在工廠中是通過驗收標準(指不損害或不降低鑄件設計性能要求的最嚴重的缺陷)來標定的。針對不同的檢驗階段，在實際中採用的標準也不一樣。
典型的缺陷類型
（1）孔洞類
縮孔：形狀不規則，尺寸比較大，灰度值小，與目標實體的灰度值有明顯的區別，輪廓清晰纖維狀縮孔其形狀成樹枝狀，但在ICT切片上形狀比較模糊，灰度值比目標實體的灰度值小。可以從圖像中看出來。海綿狀縮孔與疏鬆的呈雲霧狀，灰度值比目標實體的要小，輪廓不清晰；
氣孔：孤立或成群的圓形、橢圓形、梨形暗斑，輪廓光滑，灰度值較小。
（2）夾雜類
夾雜：由緻密氧化皮等組成的高密夾雜，其灰度值比目標實體的高，很容易通過肉眼來識別出來，形狀呈小顆粒狀或片狀圖象，輪廓比較清晰。還有一類夾雜為低密夾雜，如果其密度很低時，其灰度值與切片上孔洞的缺陷灰度值相差很近時，可以通過孔洞缺陷的檢測將缺陷分離出來。當夾雜物的密度與目標實體密度相接過時，此時，夾雜缺陷的灰度值與目標實體的灰度值相差不是很大，輪廓也比較模糊。
（3）疏鬆類
疏鬆：是由於鑄件內部或表面非常細微的不規則的小孔或細微的縮裂的聚集的區域所造成的。通常可以從灰度的變化不均勻，邊界輪廓較模糊來進行判斷。
（4）裂紋類
熱裂紋：不規則的暗結，常為波折線，可分叉，灰度值比目標實體的灰度值要小，在ICT切片上波折線比較模糊，形狀也很複雜，不容易識別出來;
冷裂紋：平滑直線狀或彎曲平滑線狀，灰度值比目標實體的灰度值要小，同樣折線比較不太清晰。
缺陷仿真技術的重要性
缺陷形狀的準確提取對自動檢測系統至關重要。檢測算法必須能套用於在一定範圍內變化的不同類型的機械產品，其參數調整較複雜，影響因素很多，需要考慮缺陷的形狀、缺陷和背景的對比度以及產品的結構等。為了得到用於檢測缺陷的算法和程式，需要大量樣本來檢查算法性能和保證精確度。實際上，很難從生產線上得到數量和種類足夠多的缺陷樣本。缺陷的仿真可以解決這一問題。缺陷仿真技術在自動檢測領域備受關注仿真結果可用作樣本圖像來測試缺陷檢測算法和調整參數，改進檢測算法性能和驗證系統的靈敏度，保證機械產品的質量。
缺陷仿真技術研究現狀
缺陷仿真技術的研究開始於90年代，但發展緩慢。隨著研究的進展，缺陷仿真在自動識別系統中發揮著越來越重要的作用。近來缺陷圖像的仿真方法主要有兩種：缺陷CAD模型法和缺陷疊加法。
（1）CAD模型法可以用於複雜三維目標缺陷的仿真。這種模型產生三維鑄件缺陷仿真的基礎是射線跟蹤和X射線衰減的計算。一組射線從每一個源點射向檢測器每個像素中心，每一束射線都可能在樣本表面或目標不同部位分界面交織成格線。目標每個部位的衰減路徑長度通過確定所有交叉點的坐標來計算。這種方法有很大的局限性：難以計算虛擬三維空間中缺陷的多種隨機和不規則形狀；仿真的缺陷不能產生在一幅真實的產品圖像上，它將徹底改變檢測算法的運行環境，增加測試算法和調整參數的複雜度；此類仿真軟體需要大量的輸入數據和幾個資料庫來描述實驗中出現的情況。
（2）缺陷疊加法將不同灰度和形狀的規則圖形疊加，用二維圖像技術創建缺陷。此方法無需複雜的三維軟體包和測試下的產品樣本模型，可提供帶一系列缺陷的真實放射圖像。但此方法的早期研究結果顯示，仿真結果與真實缺陷仍有很大差距。用疊加法進行缺陷的仿真研究進展不大。
