一种金属内部缺陷正向追踪和故障反向定位方法及系统技术方案

本发明专利技术公开一种金属内部缺陷正向追踪和故障反向定位方法及系统，方法包括以下步骤：获取金属材料样品内部多个瞬时状态的二维断层图像；基于神经网络和阈值分割从所述二维断层图像分割出缺陷，生成仅包含缺陷和背景的二值图像；基于三维空间聚类方法，将二值图像中的缺陷表示为点云；通过旋转和平移被追踪缺陷，在相邻状态的设定范围内识别其所有可能的目标候选缺陷，对所述环境信息做相同的旋转和平移；计算被追踪缺陷与目标候选缺陷环境点云的相似度，进而确定最佳候选缺陷；反向建立材料最终断口处在各个拉伸状态的缺陷组成，确定最终失效的原始关键缺陷；能提取材料的内部缺陷，并且将边缘缺陷和断裂缺陷同时提取出，提升识别缺陷的精确度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于材料缺陷智能化分析，具体涉及一种金属内部缺陷正向追踪和故障反向定位方法及系统。

技术介绍

1、材料失效在各种行业中都带来重大风险，仍然是材料科学中的一个研究重点。这些失效通常起源于缺陷的迅速演化，并且受到机械应力、温度变化和化学相互作用等因素的影响。随着x射线衍射、电子显微镜和超声等检测技术的出现，赋予了研究人员在多个尺度上识别这些缺陷的能力。其中，x射线计算断层扫描(xct)以其非破坏性方法和对材料内部结构清晰的可视化而应用广泛。当与原位实验相结合，它提供了关于材料内部结构渐变过程的动态视图。这一独特能力使原位xct成为研究材料失效复杂机制的非常重要的工具。

2、近年来，国内外研究者使用原位xct对材料失效问题进行了广泛的应用。例如通过研究缺陷与应变和三轴应力的关系，来增强对高强度钢损伤的了解；通过量化缺陷的形核、生长和聚合，以深入了解sa508 gr.3的韧性失效机理；通过微力学驱动的模型，预测铰接和剪切孔的边缘失效。这些研究大多数使用全局统计的方法来分析缺陷演变，其中涉及的指标包括平均孔隙度、全局变形和代表性缺陷集的变化量等本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种金属内部缺陷正向追踪和故障反向定位方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的金属内部缺陷正向追踪和故障反向定位方法，其特征在于，金属材料样品内部多个瞬时状态的二维断层图像包括：在原位拉伸的过程中，通过XCT捕获试样的7个不同阶段的断层扫描图像，包括初始状态、2个弹性形变状态、2个塑性形变状态、破裂前状态以及破裂后状态，所述不同阶段的状态对应的应变分别为0％(初始状态)、9.6％、25％、40％、50.8％、58.2％和63.8％。

3.根据权利要求1所述的金属内部缺陷正向追踪和故障反向定位方法，其特征在于，基于三维空间聚类方法，将所述二值图...

【技术特征摘要】

1.一种金属内部缺陷正向追踪和故障反向定位方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的金属内部缺陷正向追踪和故障反向定位方法，其特征在于，金属材料样品内部多个瞬时状态的二维断层图像包括：在原位拉伸的过程中，通过xct捕获试样的7个不同阶段的断层扫描图像，包括初始状态、2个弹性形变状态、2个塑性形变状态、破裂前状态以及破裂后状态，所述不同阶段的状态对应的应变分别为0％(初始状态)、9.6％、25％、40％、50.8％、58.2％和63.8％。

3.根据权利要求1所述的金属内部缺陷正向追踪和故障反向定位方法，其特征在于，基于三维空间聚类方法，将所述二值图像中的缺陷表示为点云包括：

4.根据权利要求1所述的金属内部缺陷正向追踪和故障反向定位方法，其特征在于，基于三维空间聚类方法，将所述二值图像中的缺陷表示为点云包括：在一个切片中，将缺陷视为一组像素的集合，所述集合中每个像素都由其坐标(xi,yi)表示，将每个像素关联一个切片编号zi，构建一组空间坐标，使用空间聚类算法dbscan得到各个单独的缺陷设定两个相邻体素之间的最大距离和一个缺陷簇中的最小体素数量，同时识别噪声点，根据缺陷中空间体像素点的数量给每一个缺陷赋予一个唯一的id。

5.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：许鑫，陈研，丁向东，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：