第1章 固体火箭发动机常见故障及诊断技术 1
1.1 固体火箭发动机一般结构组成及特点 1
1.2 固体火箭发动机常见缺陷 2
1.3 装药典型缺陷的危害性影响因素分析 4
1.3.1 脱粘的危害性影响因素 5
1.3.2 裂纹的危害性影响因素 6
1.3.3 气泡的危害性影响因素 6
1.4 固体火箭发动机重点探伤区域 7
1.4.1 单室单推力内表面星孔燃烧固体火箭发动机重点探伤区域 7
1.4.2 单室双推力内表面星孔燃烧固体火箭发动机重点探伤区域 8
1.4.3 单室单一推进剂两种结构形状以上固体火箭发动机重点探伤区域 9
1.4.4 端面燃烧固体火箭发动机重点探伤区域 9
1.5 固体火箭发动机缺陷无损检测技术 9
1.5.1 固体火箭发动机壳体的无损检测 10
1.5.2 喷管的无损检测 10
1.5.3 点火发动机的无损检测 11
1.5.4 固体火箭发动机及药柱的无损检测 11
参考文献 14
第2章 固体火箭发动机工业CT断层成像 15
2.1 工业CT无损检测技术的理论基础——图像重建理论 15
2.1.1 Radon变换与中心切片定理 16
2.1.2 平行束卷积反投影算法 21
2.2 “平移＋连续旋转”扇束扫描方式图像重建 22
2.3 “连续旋转”扇束扫描方式图像重建 29
2.3.1 等角射线扇束数据的直接重建算法 30
2.3.2 等距射线扇束数据的卷积反投影重建算法 34
2.3.3 重排算法 37
2.4 固体火箭发动机局部区域CT探伤检测 41
2.4.1 Radon变换非局部性分析 42
2.4.2 小波局部重建 45
2.4.3 局部重建误差分析 46
2.4.4 基于无缺陷同截面投影数据的局部实时反投影局部检测 48
参考文献 51
第3章 固体火箭发动机断层图像预处理 52
3.1 固体火箭发动机ICT探伤射束硬化伪影去除 52
3.1.1 固体火箭发动机ICT探伤射束硬化产生原因分析 52
3.1.2 固体火箭发动机ICT探伤射束硬化实验 59
3.1.3 固体火箭发动机ICT探伤射束硬化现象校正 71
3.2 固体火箭发动机ICT断层图像去噪技术研究 79
3.2.1 断层图像中的噪声 79
3.2.2 断层图像去噪方法 80
3.2.3 实验结果及分析 82
3.3 固体火箭发动机ICT断层图像层间插值 83
3.3.1 插值方法概述 84
3.3.2 插值方法分析 89
3.4 固体火箭发动机三维规则体数据封装 90
参考文献 91
第4章 固体火箭发动机断层图像缺陷分割 94
4.1 固体火箭发动机断层图像缺陷分割基础知识 94
4.1.1 边缘检测算子 94
4.1.2 二值数学形态学 109
4.2 固体火箭发动机二维断层图像缺陷分割 114
4.2.1 分割方案1 114
4.2.2 分割方案2 119
4.3 固体火箭发动机三维数据场缺陷分割 124
4.3.1 三维缺陷区域的确定 124
4.3.2 三维缺陷内一点的确定 126
4.3.3 三维缺陷边缘的确定 127
4.3.4 三维缺陷边缘细化 128
4.3.5 三维缺陷分割 130
参考文献 130
第5章 固体火箭发动机三维重构 131
5.1 体数据三维可视化技术分析 131
5.2 体数据三维可视化中的体绘制技术 132
5.2.1 体绘制中的光学模型 133
5.2.2 光线投射体绘制算法 134
5.2.3 光线投射法的主要加速方法 137
5.3 已分割规则体数据的光线投射加速方法 138
5.3.1 加速方法设计思想 138
5.3.2 加速方法描述 138
5.3.3 固体火箭发动机三维重构 142
5.4 体数据三维可视化中的面绘制技术 145
5.4.1 面绘制及主要方法 145
5.4.2 MC方法 146
5.5 直接三维CT成像理论 148
5.5.1 扇形束图像重建算法 149
5.5.2 FDK算法简介 149
5.5.3 图像重建算法的简化 151
参考文献 155
第6章 固体火箭发动机结构及缺陷三维多视窗分析 157
6.1 重构模型空间坐标基本变换 157
6.1.1 平移变换 157
6.1.2 缩放变换 158
6.1.3 旋转变换 158
6.2 重构模型虚拟切片技术 159
6.2.1 由二维切片分割重构三维分割图像 159
6.2.2 直接三维分割图像技术 159
6.2.3 固体火箭发动机剖切显示 162
6.2.4 剥离与提取 165
6.3 固体火箭发动机透视观察技术 167
6.3.1 面绘制的透视观察 167
6.3.2 体绘制的透视观察 167
6.3.3 旋转观察分析 168
6.4 重构模型的点拾取技术 168
6.4.1 针刺取点法 168
6.4.2 轨迹球取点法 170
参考文献 172
第7章 固体火箭发动机缺陷自动分类识别 173
7.1 固体火箭发动机缺陷自动分类识别技术分析 173
7.2 基于图像配准技术的缺陷自动识别 175
7.2.1 交互式配准法 175
7.2.2 基于像素灰度的配准方法 176
7.2.3 配准实验与分析 182
7.2.4 基于图像配准的缺陷识别设计 188
7.2.5 裂纹、脱粘、夹渣和气泡缺陷识别 189
7.2.6 变形缺陷识别 195
7.3 基于图像不变矩的缺陷自动识别 198
7.3.1 图像不变矩特征 198
7.3.2 灰度直方图特征 202
7.3.3 基于图像不变矩和直方图分析的缺陷识别方法 203
参考文献 207
第8章 固体火箭发动机缺陷测量方法 209
8.1 固体火箭发动机缺陷表征参数 209
8.2 缺陷二维测量 211
8.2.1 缺陷位置的测量 211
8.2.2 缺陷最大长度和取向的测量 211
8.2.3 缺陷面积的测量 213
8.2.4 缺陷周长的测量 215
8.3 缺陷三维测量 217
8.3.1 缺陷位置的测量 217
8.3.2 缺陷最大长度和取向的测量 217
8.3.3 缺陷体积的测量 219
8.3.4 缺陷表面积的测量 219
8.4 交互式测量方法 222
8.4.1 距离的交互式测量 222
8.4.2 角度的交互式测量 222
参考文献 223
第9章 固体火箭发动机三维可视化故障诊断系统 224
9.1 系统框架与功能设计 224
9.1.1 二维序列断层图像获取 224
9.1.2 断层图像预处理 225
9.1.3 体数据三维可视化 225
9.1.4 缺陷特征提取与分类识别 226
9.2 系统开发实现 226
9.2.1 动态库的设计与实现 226
9.2.2 基于VTK的重建结果显示 227
9.3 系统主要功能 230
9.3.1 主界面 230
9.3.2 数据管理 231
9.3.3 图像格式转换 234
9.3.4 面绘制 236
9.3.5 体绘制 239
9.3.6 滤波算法 243
9.3.7 其他功能 244
9.4 某固体火箭发动机三维可视化故障诊断 247
参考文献 250
附录 图像信噪比及边缘检测算子最小尺寸 251