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引用论文
林莉, 马志远, 孙珞茗, 罗忠兵, 雷明凯. 航空功能涂层表界面完整性参数超声检测反演原理及其应用[J]. 机械工程学报, 2023, 59(8): 1-8.
LIN Li, MA Zhi-yuan, SUN Luo-ming, LUO Zhong-bing, LEI Ming-kai. Inversion Principle and Application of Ultrasonic Detecting Surface or Interface Integrity Parameters of Aviation Functional Coatings[J]. Journal of Mechanical Engineering, 2023, 59(8): 1-8.
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热障涂层、吸波涂层等航空功能涂层缺陷、几何、结构、性能等表界面完整性参数的精准控制，对于兼顾、平衡其综合性能至关重要。大连理工大学的林莉教授团队提出了航空功能涂层表界面完整性多参数的超声检测反演原理，为基于传统“试错法”超声检测难以解决的多参数复杂无损检测问题提供了新的解决途径。他们将研究成果以题为《航空功能涂层表界面完整性参数超声检测反演原理及其应用》发表在《机械工程学报》2023年第8期。
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试验方法
基于超声波在涂层多界面结构中的作用机制，将模型正则化、数据正则化与灵敏度矩阵分析相结合，提出了面向材料的特征检测信号正则化策略，并依据特征检测信号与表界面完整性多参数的相关性，发展了基于灵敏度矩阵(SensitivityMatrix, SM)的涂层表界面完整性多参数超声反演方法。
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结果
以等离子体喷涂Al2O3涂层多个弹性常数的超声检测为例，阐述超声检测原理的实施效果。结果表明：Al2O3涂层弹性常数C11、C13、C33、C44的反演结果分别为158.9 GPa、44.1 GPa、244.1 GPa、31.6 GPa，其中C44的反演结果与试验结果之间相对误差不超过4.5 %。
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结论
将模型正则化、数据正则化与灵敏度矩阵分析相结合，提出了面向材料的特征检测信号正则化策略。模型正则化采用解析、数值模拟或机器学习实现超声响应印记的理论建模；数据正则化将超声检测信号与理论模型建立关联；灵敏度矩阵将不适定、难求解的非线性反问题转变为适定、易求解的线性反问题，发展了基于SM的涂层表界面完整性多参数超声检测反演方法。等离子体喷涂Al2O3涂层弹性常数的超声检测例子表明，提出的超声检测原理为传统基于“试错法”难以解决的多未知参量复杂无损检测问题提出了新的解决思路和途径，可以推进超声检测技术由传统定性、半定量到精准定量跃升。
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前景与应用
提出的超声检测原理为传统基于“试错法”难以解决的多未知参量复杂无损检测问题提出了新的解决思路和途径，可以推进超声检测技术由传统定性、半定量到精准定量跃升。可实现对热障涂层、吸波涂层等航空功能涂层缺陷、几何、结构、性能等表界面完整性参数的精准控制，对于兼顾、平衡其综合性能至关重要。还可推广到航天、舰船、核电等领域高性能涂层表面完整性参数的精准控制。
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[1] MA Zhiyuan, SUN Luoming, LIN Li, et al. Ultrasonic inverse identification of surface integrity of aviation functional coatings through material-oriented regularization[J]. NDT & E International, 2022, 133:102733.
[2]L. Lin, W. Zhang, Z. Y. Ma, et al. Porosity estimation of abradable seal coating with an optimized support vector regression model based on multi-scale ultrasonic attenuation coefficient[J]. NDT & E International, 2020, 113: 102272.
[3] MA Zhiyuan, LIN Li, JIN Shijie, et al. Identification of the velocity, thickness and interfacial roughness of coating using full time-domain URCPS: cross-correlation-based inverse problem[J]. ASME Journal Nondestructive Evaluation, 2018, 2(1):011008.
团队带头人
林莉，女，1970年出生，工学博士，大连理工大学教授、博士生导师。2019 年入选“兴辽英才计划”科技创新领军人才（辽宁特聘教授）。现任中国无损检测学会理事、辽宁省无损检测学会副理事长、超声检测专委会委员、《无损探伤》编委。
通信作者
马志远，男，1986年出生，工学博士，大连理工大学副教授、博士生导师。主要研究方向：涂层参数超声反演，材料组织结构无损表征等。
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团队研究方向
林莉教授作为大工“材料无损检测与评价”学科带头人，针对航空航天、核电等领域高性能零件表界面完整性参数无损检测存在信号响应机制复杂、定量描述困难、信号采集和利用受限等难题，提出了“面向材料的特征检测信号正则化”高性能零件表界面完整性无损检测新原理，取得无损检测理论的源头创新。
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近两年团队发表文章
近两年团队在本领域有影响力的NDT&E International、Ultrasonics、ASME Journal Nondestructive Evaluation、机械工程学报、材料工程等国际国内权威期刊发表论文约30篇，被SCI、EI收录20余篇。获授权发明专利和软件著作权多项。
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课题组研究特色及成果
1990年，大连理工大学在教育部直属院校中首创了材料无损检测专业方向，已发展成为唯一具有无损检测领域学士、硕士及博士学位授予权的双一流高校。林莉教授作为大连理工大学“材料无损检测与评价”学科带头人，致力于航空、航天、核工程等领域高性能制造关键零部件的无损检测与评价研究工作，为国家重大装备制造保驾护航。
在本领域有影响力的 NDT & E International、Ultrasonics、ASME Journal Nondestructive Evaluation等国际国内权威期刊发表论文约200篇，被SCI、EI收录120余篇，总引用超过1600次。取得授权发明专利50余项。主持“973计划”项目子课题“复合材料制造缺陷和损伤的多尺度表征与高效检测”，在“973计划”项目“核主泵制造的关键科学问题”、“大功率屏蔽式核主泵自主化形性协同制造原理”中，负责了无损检测与评价的全部研究工作。
主持开发的吸波薄膜超声检测技术及装备成功应用于我国最先进型号战机X-XX的研制及量产。合作主持开发的核电主管道焊缝相控阵超声检测技术等研究成果在具有中国完全自主知识产权的三代核电技术全球首堆‘华龙一号’福清5#、‘华龙一号’海外首堆巴基斯坦K-2/K-3核电机组等7座核电站取得应用，为我国“一带一路”核电技术走出去战略做出重要贡献，社会效益和经济效益显著。获2022年获第23届中国专利优秀奖、2017年获教育部技术发明一等奖及辽宁省技术发明一等奖等科技奖励。
作 者：林 莉
责任编辑：李 娜
责任校对：金 程
审 核：张 强
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