利用蒙特卡罗模拟和光密度算法评估线扫描成像系统对被测样品内部缺陷的检测性能。首先，引入三维体素分割方法，实现对内部缺陷不规则组织边界的精细划分，以改善传统蒙特卡罗方法难以准确模拟复杂组织的光学传输问题；分析了仪器参数对光子在组织内部的穿透深度、探测器的探测深度和表面漫反射率的影响，确定了最佳的参数配置；最后，利用光密度算法评估了系统对不同大小和深度缺陷的检测性能。仿真结果表明，在光源入射角为15°、光源-探测器距离为1 mm的条件下，线扫描成像检测系统能够兼顾光子探测深度和表面反射率；对于大（a=2 mm，b=3 mm，c=1 mm）、中（a=2 mm，b=2 mm，c=1 mm）、小（a=2 mm，b=1.5 mm，c=1 mm）三种尺度的椭球体缺陷，系统的缺陷深度检测限分别为3.5 mm、3 mm、2.7 mm。本研究结果为面向水果等农产品内部缺陷检测的线扫描成像系统的参数优化和性能评估提供了理论依据。

为监测在役混凝土结构在使用过程中的内部缺陷程度变化并定位缺陷位置, 本文探索一种基于应力波的探测方法并进行试验研究, 将压电传感器(PZT)以阵列形式安装在混凝土表面, 将混凝土划分为不同区域, 阵列中的一个传感器发射波, 另一个传感器接收波, 采用扫频模式和五峰值脉冲模式对混凝土不同区域进行监测。试验结果表明, 当应力波通过待监测区域时, 由于混凝土内部存在缺陷, 应力波幅值衰减, 波能降低。为了量化混凝土结构内部缺陷程度, 构造基于接收信号的能量指数和损伤指数, 并分别建立其与缺陷程度的函数关系, 依据不同区域能量指数和损伤指数差异, 确定混凝土内部缺陷存在的区域。试验结果与试件实际情况相吻合, 验证了本文采用压电传感器监测混凝土内部缺陷的可行性。

采用选区激光熔化技术制备了VNbMoTaW难熔高熵合金，研究了激光工艺参数对VNbMoTaW难熔高熵合金试样的表面成形质量、微观组织和力学性能的影响。结果表明，当采用较高的功率和较低的扫描速度时，可有效改善VNbMoTaW试样表面质量，其中孔隙和裂纹是选区激光熔化技术制备VNbMoTaW难熔高熵合金的主要缺陷。VNbMoTaW难熔高熵合金组织主要由柱状晶和胞状晶组成，底部和中心大多为柱状晶，而熔池的两侧及顶部主要为胞状晶。VNbMoTaW的最高极限抗压强度可达2154 MPa，相比电弧熔炼方式制备的合金强度提高了69.6%。

小口径金属圆柱体的缺陷检测是无损检测领域的一个难题。通过有限元方法对金属圆柱中横波传播特性以及与缺陷作用机理进行数值模拟。探究了横波的方向性变化、圆孔缺陷半径对横波传播影响、不同位置和不同长度的缺陷对横波传播的影响。研究表明横波在传播过程中主要能量范围由15°~36°变为20°~35°，提出了近似正三角形的传播路径并进行验证，发现横波到达表面后发生模态转换，一部分声波以略面纵波的速度沿表面传播；对于圆孔缺陷，圆孔半径在3.4~4.6 mm范围内可通过幅值变化判断孔径信息，半径在4.6~5.8 mm范围内可通过接收时间判断孔径信息；对于不同位置的矩形缺陷，当缺陷进入到横波主要能量范围内，C扫图中出现近似线性的高能量区域，探测角度随着缺陷位置增加而增大，此范围内的缺陷可通过反射信号的探测角度判断位置信息；对于不同长度的矩形缺陷，随着缺陷长度增加，透射波能量减弱并且探测角度减小，呈现出近似线性的能量分布，通过探测透射波到达外表面的角度可判断缺陷长度信息。提出了相应的传播路径和长度计算公式，计算结果得到的误差百分比控制在6.5%以内，验证了该缺陷长度检测方法的有效性。

针对YOLOv4在焊缝X射线探伤缺陷图中检测精度与召回率低的问题，设计了YOLOv4-cs算法。该算法改进了YOLOv4的卷积方式，使得模型训练参数大大减小，其次通过去除下采样及在52×52的特征层中融合第2个残差块得到的特征图的方式提高模型检测精确率，与此同时利用K-means对数据集重新聚类，修改YOLOv4模型的先验框。实验结果表明，YOLOv4-cs在识别铝合金焊接接头X射线3种缺陷的召回率提高显著，其平均精准度均值（mAP）为88.52%，较原YOLOv4模型提升了2.67个百分点，检测速度由20.43 frame/s提升到了24.47 frame/s。

激光粉末床熔融(Laser Powder Bed Fusion, LPBF)成形工艺的特殊性决定其在生产过程中存在巨大的温度梯度、剧烈的物相变化以及极不稳定的熔池，易使零件产生内部质量缺陷，而这些缺陷会直接影响零件的成形质量和力学性能。从致密度和残余应力两个角度出发，对LPBF成形零件的内部质量缺陷进行分类并对其典型特征、形成机理及其造成的影响进行论述。此外，分别讨论了成形工艺调控方式和新型复合制造调控方式对缺陷的调控作用，其中激光波长和光斑形貌的调整、增减材复合和多能量场复合的调控方式在未来有望成为LPBF成形工艺内部缺陷调控的重要研究方向。

管道运输是石油天然气工业最主要的运输方式之一，因此，对管道的安全监测具有重要意义。采用激光超声可视化技术对弯管道内部的缺陷进行了检测，实验结果表明，激光超声可视化技术可通过缺陷回波动态传播过程直观检测出弯管道内部的缺陷。根据缺陷回波的传播规律分析出缺陷的位置，结果表明，该方法的最大误差为4%。

不同粒径粉末搭配对激光选区熔化成形件的质量起着至关重要的作用。为此,系统研究了IN738合金不同粒径粉末搭配对粉末特性和成形件质量的影响,结果表明,成形粉末流动性随着粗粒径粉末体积分数的增加而增加,当粗细粉末（50%粒径为31~53 μm的粗粉和50%粒径为15~30 μm的细粉）相互搭配时,其粒径分布为D10为15.1 μm、D50为27.9 μm、D90为52.9 μm,成形粉末具有较高的松装密度和振实密度,成形件具有较好的表面粗糙度及较低的孔隙率和裂纹密度,致密度达到99.3%。研究发现,不同粒径粉末搭配制备的打印件裂纹为凝固裂纹,裂纹主要沿着外延生长的〈001〉取向柱状晶晶界分布并扩展。

本文基于激光超声转换技术, 对SF6气体绝缘封闭组合电器(GIS)内部缺陷检测方法进行了研究, 通过沈阳市某区电力局GIS设备运行情况的分析、局部放电的特点、局部放电产生原因的对比及激光超声转换技术特点的分析, 对GIS设备内部缺陷局部放电检测中的传感器布置、检测流程、诊断依据及原则进行分析, 并对该电力局基于超声转换技术诊断GIS内部局放的诊断过程进行了实例分析。结果表明, 采用超声波诊断该间隔开关罐体, 确定信号最大点位置为断路器上法兰以下1/4高度, 此时基于断路器罐体一圈, 稳定局放信号能被诊断到, 信号具有较小幅值, 为5.5 mV, 以此处为基准, 向下的信号和向上信号的幅值衰减趋势明显。在罐体一圈, 稳定局放信号均能诊断, 因此可推断放电源位置不在壳体而是处于中心导体。最后提出了GIS局部放电检测和诊断建议, 为设备检修策略提供参考依据。