导电结构件在线多模复合无损检测与评估方法的应用基础研究

以重大装备导电结构件在役检测与评估需求为应用背景，以提高复杂缺陷检测可靠性和扫查效率为出发点，提出一种多层级复合模式的多模无损检测与评估技术思路，通过研究多层级多模复合无损检测的耦合机制、多机理多源数据复合共用与解析、多模系统可靠性分析与检测优化、基于多模数据的结构健康趋势演化预判等理论与技术研究，结合理论仿真与实验验证分析，探索形成基于多模耦合与多模辨识的缺陷检测与定量化方法和检测系统体系架构，研发原理层组合的电磁超声和涡流双模复合检测方法及原型系统，实现导电结构复杂缺陷的快速可靠检测和有效评价，以期为解决轨道交通等领域设施与装备高速高效在役检测与评价提供理论和技术支撑。

导电结构件疲劳裂纹等缺陷的在线无损检测与评估是航空航天、轨道交通、核能核电等领域急需解决的一类课题，及时检测预警重要装备部件隐藏弊病及扩展趋势，关系到装备和系统运行安全性和可靠性，国内外均高度重视，是备受关注的研究热点。本项目即是瞄准重大装备关键部件在役检测与安全评估需求，以提高缺陷检测概率和检测可靠性为出发点，研究提出了多模式复合无损检测与评估的技术方案，重点研究了电涡流与多种检测方法多层级多模式复合机理以及多模式复合检测系统耦合机制，研究了面向导电结构表层与内部缺陷定性与定量检测的电涡流/超声、常规涡流/远场涡流、电涡流/电磁超声等具有不同适用场合的复合检测方法，完成了各多模复合系统正向建模与耦合机理分析工作；引入时域与频域特征分析、多源数据融合等技术，研究了多模复合检测多源数据的融合解析与共用策略，提出了平板导体表面与亚表面、多层导电结构表层与里层缺陷定性、类型判别、缺陷参数量化检测与评估方法；应用检测概率理论和稳健设计方法，对研发的多模式复合检测原型系统进行了系统参数校验和优化；在此基础上，研究了多模式复合检测机制下多源数据的复用和深度挖掘问题，为间歇性检测和系统实时在线监测建立信息桥接进行了有益探索。通过研究与实施，课题组研究建立了电涡流/超声、电涡流/电磁超声、常规电涡流/远场涡流等多类型复合模式以及相应的多源信息解析方法，自主研发了多台套复合检测原型系统，面向轨道交通、工业现场等领域开展了实验和应用研究，积累了系统运行和数据分析经验。结合课题成果，在NDT&E International、Insight、浙江大学学报（工学版）等国内外期刊和I2MTC等国际会议发表（录用）论文15篇，申请发明专利4项，先后培养博士和硕士研究生（含在读）11名，形成了较稳定的研究团队，与国内外相关课题组建立了学术交流与合作联系，得到了许多专家学者的友好支持和帮助。课题研究建立的导电结构复杂缺陷快速可靠检测和有效评价技术体系，为解决轨道交通等领域设施与装备高速高效在役检测与评估提供了理论和技术支撑。