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CT三维重建在材料疲劳损伤研究中的应用进展

目录

文档概览．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3

1.1研究背景与意义．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5

1.1.1材料疲劳损伤的重要性．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6

1.1.2传统研究方法的局限性．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．8

1.2CT三维重建技术概述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10

1.2.1CT技术的基本原理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11

1.2.2三维重建的主要方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．13

1.3CT三维重建在材料疲劳损伤研究中的应用前景．．．．．．．．．．．．．．14

CT三维重建技术原理及方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．18

2.1CT扫描过程．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．23

2.1.1X射线源与探测器．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．24

2.1.2扫描方式与参数选择．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．29

2.2图像预处理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．32

2.2.1医学图像滤波．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．36

2.2.2噪声去除与伪影抑制．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．37

2.3三维重建算法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．47

2.3.1基于滤波的反投影法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．48

2.3.2基于体素的直接方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．51

2.3.3基于机器学习的新兴方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．52

材料疲劳损伤的微观机制．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．57

3.1疲劳损伤的萌生．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．60

3.1.1微裂纹的形成．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．62

3.1.2空洞的产生与演化．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．65

3.2疲劳损伤的扩展．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．67

3.2.1微裂纹的汇聚与连接．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．69

3.2.2裂纹扩展路径的预测．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．70

CT三维重建技术在材料疲劳损伤观察中的应用．．．．．．．．．．．．．．．73

4.1疲劳试样内部缺陷的可视化．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．74

4.1.1内部气孔和夹杂物的识别．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．76

4.1.2夹杂物与疲劳损伤的关联性分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．78

4.2疲劳损伤特征的精细表征．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．79

4.2.1微裂纹尺寸和形状的测量．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．82

4.2.2疲劳条带的形成与演变观察．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．84

4.3疲劳断裂面的三维重建．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．86

4.3.1裂纹形态和纹理分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．90

4.3.2裂纹起源位置确定．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．92

CT三维重建技术在材料疲劳损伤预测中的应用．．．．．．．．．．．．．．．93

5.1基于损伤演化模型的疲劳寿命预测．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．96

5.1.1损伤变量的定义与计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．