[發(fā)明專利]一種基于Faster R-CNN的多層金屬點陣結構材料內部缺陷檢測方法

有效

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• 申請日: 2018-11-28
• 公開（公告）號: CN109360204B
• 公開（公告）日: 2021-07-16
• 發(fā)明（設計）人: 張玉燕;李永保;張芝威;溫銀堂;張松;孫玉容;潘釗;賈斌;付凱
• 申請（專利權）人: 燕山大學
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06N3/04;G01N23/046
• 代理公司: 北京君泊知識產權代理有限公司 11496
• 代理人: 王程遠

本發(fā)明公開了一種基于Faster R?CNN的多層金屬點陣結構材料內部缺陷檢測方法，結合卷積神經網絡，通過工業(yè)CT對多層金屬點陣結構材料樣件進行掃描檢測，得到樣件內部結構的三維立體結構，截取點陣結構橫向截面的二維灰度圖像，對灰度圖中大量的缺陷樣本進行采樣學習，用學習到的缺陷特征對灰度圖中的缺陷進行識別定位。經過試驗驗證，對多層金屬點陣結構材料內部缺陷檢測的平均正確率達到99.5％。

技術領域

本發(fā)明涉及多層金屬點陣結構材料內部缺陷檢測技術領域，特別是一種基于Faster R-CNN的多層金屬點陣結構材料內部缺陷檢測方法。

背景技術

金屬點陣結構材料由有序微結構呈周期排列而成，是一種新型結構-功能一體化的有序多孔材料，能夠有效解決材料的輕量化問題。金屬點陣結構材料具有超輕、高比強度、高比剛度、減震、耐沖擊等結構特性和高效散熱隔熱、耐火、吸聲、電磁波吸收等功能特性，因而廣泛應用于航空航天、武器裝備、交通運輸、醫(yī)療、機械、建筑、化工等行業(yè)。

多層金屬點陣結構材料在近年來得到了廣泛的應用，傳統(tǒng)的制造工藝已經不能滿足其結構功能特性。不同于傳統(tǒng)的金屬的點陣結構制造技術，增材制造技術是通過自下而上對熔融材料進行逐層堆積粘合的一種制造方法，其設計和制造的自由度較大，能夠有效解決復雜多層金屬結構材料的制備問題，國內外對由增材制造技術制備的多層金屬點陣結構材料展開了相關研究。Ushijima K等用選擇性激光金屬熔融技術制備了金屬點陣結構，研究了不同激光功率和掃描速度對金屬點陣結構力學性能造成的影響。Maskery I等研究了由選擇性激光熔融技術制備Al-Si10-Mg材質金屬點陣結構在準靜態(tài)負載下的力學性能，驗證了熱處理對于改善點陣結構結構功能特性的有效性。Van H B等對用選擇性激光熔融技術制備的Ti-6Al-4V材質金剛石晶胞結構點陣材料進行研究，分析了影響點陣材料疲勞壽命的因素并提出了改善材料疲勞壽命的方法。Mines R A W等使用選擇性激光熔融技術將Ti-6Al-4V鈦合金制成的體心立方(BCC)點陣結構同傳統(tǒng)鋁蜂窩的機械性能進行比較，結果表明前者在結構性能上更具優(yōu)勢。Maskery I等]研究了由增材制造(AM)工藝制成點陣結構的破碎行為、機械性能和能量吸收，在點陣結構兩個正交方向施加壓縮載荷并評估它們的機械各向異性。Liu Y J等分別對由電子束熔煉(EBM)和選擇性激光熔化(SLM)制造的β型Ti-24Nb-4Zr-8Sn多孔結構進行分析，并對兩種結構的微觀結構，缺陷和力學行為的差異進行分析。Horn T J等用電子束熔化(EBM)技術將Ti-6Al-4V鈦合金制造開孔點陣結構，并將其用于醫(yī)療類骨組織支架和低剛度植入物，對填充有不同尺寸和密度的菱形十二面體晶胞的棱柱棒進行四點彎曲測試。Taniguchi N等研究了不同孔徑大小對由選擇性激光熔化(SLM)制造的孔隙率恒定多孔鈦植入物的影響，得出了合適的孔徑尺寸。Bai L等提出了一種體心四方晶格結構，用選擇性激光熔化(SLM)技術將Ti-6Al-4V鈦合金制備優(yōu)化的BCT結構和BCC參考結構的試驗樣品，并分別對其進行準靜態(tài)單軸研所試驗來驗證理論分析結果。Liu F等]用選擇性激光熔化(SLM)技術按照體積分數的不同制成多個多孔鈦，并在壓縮載荷下進行實驗驗證，確定變形和破壞機理。Warmuth F等提出了一種具有負泊松比的三維全增強多孔結構，用電子束熔化(EBM)技術將Ti-6Al-4V鈦合金制成多孔金屬點陣結構，并對其進行力學性能和變形行為的研究。