热力管道磁–温综合检测技术

针对直埋式城市热力管道在运行过程中出现的泄漏,提出了一种磁–温综合检测技术,该方法的特点主要包括:非开挖、在役检测、快速定位等。根据直埋式热力管道结构特点和泄漏特征,利用红外测温技术确定可疑泄漏区域、微磁技术判断管道破损程度。研制仪器并进行现场试验,开挖验证仪器测量结果。结果表明:热力管道磁–温综合检测方法对直埋式城市热力管道泄漏判断的准确率可达90%、定位精度可达0.5 m。本研究工作为热力管道泄漏检测提供了切实可行的检测方法。     

热适配螺栓连接及其配合界面位置影响分析

针对高温下传统高温合金螺栓连接复合材料结构时的热膨胀不适配问题,研究与设计一种热适配新型结构分体式金属螺栓,具备较好的高温防松效果。推导了高温剩余轴力与多种参数之间的理论公式,分析配合界面位置对高温防松效果的影响;建立有限元模型,模拟螺栓温升时的轴力变化情况;进行热适配螺栓与普通螺栓常/高温静力拉伸对比试验,结果表明该种热适配螺栓有较好的高温防松效果,印证配合界面位置对高温防松效果的影响方式。     

V型缺口根部裂纹应力强度因子的有限元分析

各种宏微观缺口会导致局部的应力/应变集中,疲劳裂纹往往萌生于缺口根部,缺口根部与裂纹前沿的三维应力场相互作用使得缺口根部裂纹前沿的应力场非常复杂,很难得到精确的解析解.文中利用三维有限元方法系统研究了V型缺口根部裂纹前沿的三维应力场,分析了缺口约束对裂纹前沿应力状态的影响,建立了考虑缺口约束影响的应力强度因子经验解,对实际应用具有指导意义.     

复合材料热结构螺栓连接刚度试验分析方法研究

本文以C/SiC螺栓为例,研究复合材料热结构连接刚度的试验分析方法。分析了常温下预紧力矩与螺栓轴向力之间的关系,考虑高温对预紧力的影响并给出了预紧力矩修正公式。针对高温条件下难以获得螺栓真实预紧力、从而影响对热结构连接刚度进行正确判断的难点,建立了一种在高温条件下通过动力学试验获取结构连接刚度的技术途径,并采用典型连接件开展了相关的试验研究。     

磁-光/涡流成像技术的有限元分析

近年来迅速发展的磁－光成像（ＭＯＩ）技术使涡流检测技术得到了新的进展。本文运用磁－光／涡流成像的有限元模型对典型的飞机构件缺陷（如连接飞机表面两个铝层的紧固件下面的裂纹）进行模拟。模拟结果表明，其磁场垂直分量的变化对这种结构来说是相当灵敏的，采用ＭＯＩ技术可以用来探测隐藏在紧固件帽下面的缺陷。     

抽油杆涡流检测装置探头通过鉴定

由我院王素菊等老师研制的“抽油杆涡流检测装置探头”于1991年12月20日通过了航空航天部科技司主持的技术成果鉴定。 该探头主要针对油田抽油杆井下断裂事故而研制的一种检测装置,创造性地解决了用涡流原理对特殊形状、大尺寸公差和粗糙表面抽油杆横向裂纹检测这一技术难题。检测过程中抽油杆及探头皆不旋转,只要求探头作直线移动,移动一次可检测完杆体全部表面,简化了机械装置;对横向裂纹与其他条种表面缺损能较好地加以区分;对强导磁材料的抽油杆无需采用磁     

高强度螺栓应力腐蚀断裂过程的建模与仿真

为研究某产品轴承基座高强度联结螺栓使用中发生的延迟断裂失效问题,应用断裂力学的理论和方法建立了相关的数学模型,以描述和推测其断裂失效的真正原因,并在此模型的基础上应用Matlab/Simulink软件进行了仿真.仿真结果表明:控制螺栓内部的残余内应力和螺栓的初始裂纹长度对于提高螺栓抗应力腐蚀能力有非常重要的影响,但螺栓内部的残余内应力对于应力腐蚀裂纹扩展寿命的影响更为显著.     

钕铁硼磁钢微磁检测方法及试验研究

针对稀土永磁铷铁硼材料中存在的裂纹和表面刻痕等缺陷,提出了一种在地磁场环境下的微磁检测方法。设计研制了永磁铷铁硼缺陷的自动化检测装置,提出了有效的检测算法。能够根据曲线趋势判断缺陷;用自制的高精度微磁传感器和检测平台进行了试验。结果表明:自制的高精度微磁传感器可检测出未被充磁的钕铁硼磁钢的最小缺陷深度1 mm的槽,具有良好的工程实用价值。     

弱磁热力管道安全评价技术研究

热力管道一般布置在城市中心,泄漏事故社会影响大。为了降低供热期工业和社会安全隐患,本研究提出一种在非供暖期对热力管道的安全评估方法,提升热力管道运行安全等级。首先,介绍了弱磁检测技术的原理和管道损伤程度评估方法,然后进行了现场试验以评估管道损伤程度,利用瞬变电磁方法进行了校验,之后进行了开挖验证。现场验证结果表明,利用弱磁检测方法对热力管道疑似腐蚀区域进行快速定位,再用瞬变电磁方法对腐蚀点的严重程度进行校验,能够实现对热力管道的安全评价,缺陷定量误差不大于20%。     

二维磁记忆检测仪器的研制与试验研究

依据磁记忆二维检测原理,研制设计了以微处理器为核心的磁记忆二维检测仪器,然后通过提取铁磁性构件疲劳区域的漏磁信号,分析磁记忆信号的法向分量与切向分量的梯度关系,实现对构件应力集中部位存在的残余应力的状态评估。并通过应力拉伸与实际传动连杆工件检测2个实验验证了磁记忆二维检测仪器工作的可行性,为进一步开展磁记忆二维检测定量分析的研究提供了有效的技术支撑。     

不同预腐蚀时间下微动对搭接件疲劳寿命影响研究

通过对不同预腐蚀时间下搭接件疲劳试验和断口宏微观的分析,得到不同预腐蚀时间下微动对搭接件疲劳寿命的影响规律。引入应力强度因子影响系数β用于修正微动效应对搭接件孔边裂纹应力强度因子的影响,针对不同腐蚀时间裂纹成核位置不同,利用裂纹扩展分析软件AFGROW建立了考虑微动影响的两种疲劳寿命计算模型。研究结果表明:微动和腐蚀的交互作用使搭接件的寿命减少更大,对于未腐蚀和腐蚀较轻的搭接件,由于微动作用,裂纹一般起源于螺栓孔处靠近螺栓孔沉孔区的螺栓体区,微动损伤占主导;对于腐蚀较重的搭接件,腐蚀占主导作用,裂纹一般起源于孔壁与接触面相交处。在考虑微动影响下,疲劳寿命预测值与试验值吻合较好,模型更加合理。     

双二次相互作用对铁基超导材料的J1-J2-JC海森堡模型磁相变影响

使用蒙特卡罗方法模拟了双二次相互作用对铁基超导材料磁相变的影响。通过模拟计算,观察到随着双二次相互作用的加强,向列相和反铁磁序的相变温度都朝着高温偏移,通过相图分析,随着温度降低,向列相会先于反铁磁序稳定形成。这与实验报道的现象一致,说明在铁基超导材料磁中双二次相互作用对材料磁相变有着重要作用。     

基于VB的ACFM上位机软件的设计

交流电磁场检测技术是一种通过测量磁场的变化来探测裂纹并测定尺寸的无损检测方法。为了促进交流场检测技术的应用发展,基于VB6.0设计一款可实时进行交流电磁场检测的上位机软件。该上位机软件通过RS232串行通信方式接受来自交流电磁场检测系统中下位机采集传来的数据,检测数据经VB6.0中MSComm通信模块进入VB程序。最后在VB6.0程序中完成数据处理和实时曲线显示及数据保存的功能。通过对具有人工矩形裂纹的45号钢试件进行试验检测,结果表明该上位机软件可以很好地表征待检测裂纹的性质和特征。     

CR工艺参数对不锈钢焊接裂纹的检出率影响

焊接过程中在应力及其他致脆因素共同作用下,容易形成焊接裂纹,严重影响焊接构件的安全使用,是无损检测最关注的焊接构件严重缺陷之一。射线照相面对焊接裂纹具有尖锐的缺口和大的长宽比的特征,需要较高的检测灵敏度才能保证检测可靠性。本研究采用计算机射线照相(CR)技术,研究CR检测工艺参数对不锈钢焊接裂纹检出率的影响程度,验证了利用图像归一化信噪比衡量图像质量的合理性。     

基于Global/Local法的螺栓连接结构静强度渐进破坏

为了研究螺栓连接结构静强度渐进破坏特点,应用Global/Local有限元分析技术,分两级建立了螺拴连接结构有限元模型,并对其进行了带EWK断裂子程序的材料/几何非线性有限元分析.结果表明:螺栓连接结构的断裂部位位于螺拴孔边缘,当加载到最大载荷的42%时开始出现破坏单元,在加载到最大载荷的48%之前裂纹扩展是一个稳态的过程,之后便迅速扩展直至整体结构失效.Global/Local分析技术提高了整个过程的分析效率.     

基于RBF神经网络的储油罐底板缺陷量化方法

提出一种基于RBF神经网络来提高漏磁检测对储油罐底板裂纹缺陷的量化能力的方法。首先利用有限元仿真计算了不同长度、宽度、深度和倾斜角度的槽型缺陷漏磁信号,分析漏磁信号分布规律并提取磁异常幅值和占宽作为磁信号特征量,探讨了磁信号特征量与缺陷尺寸之间的关系并组建样本集。其次,建立RBF神经网络与模拟退火算法相结合的量化模型,并使用样本集对RBF神经网络进行训练,预测缺陷大小及倾角。结果表明,磁异常特征量随缺陷尺寸及角度呈现不同变化规律,通过RBF神经网络建立复杂关系网,结合模拟退火算法可精确量化缺陷,样本集内缺陷平均量化正确率约为98.71%,样本集外缺陷平均量化正确率约为86.67%。因此,基于RBF神经网络并且结合模拟退火的方法可应用于漏磁检测对储油罐底板的缺陷量化,为储油罐的安全评估提供理论依据。     

嵌入式技术在漏磁检测系统中的应用

将嵌入式技术、信号处理技术与漏磁检测技术结合起来,研制成一种适用于野外作业的便携式漏磁检测装置。由于采用了嵌入式模块,简化了电路的设计,提高了系统的整体性能。实验测试表明,该装置灵敏度及检测效率高,且成本低。在管道外侧一次扫查能检测出深度为0.2mm的缺陷,在冶金、石油化工以及城市水暖供应等工业部门中具有广阔的应用前景。     

表面疲劳裂纹监测系统研制

首先介绍了直流电位法－裂纹扩展片检测裂纹的方法和原理。根据直流电位法原理，采用裂纹扩展片测试裂纹的方法。研制了表面疲裂纹监测系统。通过监测系统软件设计，实现对采样数据，波形和图形进行实时屏幕显示，对表面疲劳裂纹扩展进行动态监视。对于不同应力水平作用下的循环时间可计时累加并再现，可为疲劳裂纹形成寿命的预测提供依据。     

机械螺栓连接状态监测和辨识方法研究进展

螺栓连接广泛存在于机械装配结构中.振动环境下螺栓连接的状态会发生滑动、分离甚至松脱等现象,从而严重影响结构的功能性和安全性.监测和辨识机械螺栓连接的状态是结构健康监测研究的前沿热点.首先,对螺栓连接非线性动力学问题的研究现状进行了分析,指出针对复杂螺栓连接结构的非线性动力学问题的深入研究是建立可靠的状态检测和辨识方法的基础.然后,讨论了基于振动分析的两类结构健康监测方法在机械螺栓连接中的研究进展,重点综述了基于机电阻抗的状态监测方法的原理、应用现状和不足.最后,讨论了基于非线性系统动力学理论的状态监测方法及其在螺栓连接中的研究应用情况,指出了该技术进一步发展应用的若干关键技术.     

碳纤维加筋板的超声相控阵C扫描检测可靠性研究

碳纤维加筋板结构在现代航空器中被大量应用,超声波相控阵C扫描技术是这类结构在役环境下的有效检测手段之一,被广泛应用。对于同一个损伤,在实际检测中会出现从不同的方向检测结果不一致的现象;这种现象在传统单点超声波C扫描检测中是不会发生的。本文从试验件表面曲率、缺陷特性等方面对这种不一致性进行了分析和探讨,并给出了避免这一类不确定性发生的建议。