超声力学效应在医学诊疗中的创新与转化

目前,医学超声技术正逐渐从传统的基于波动效应的组织器官结构成像,以及基于热效应和空化效应的病变组织毁损等治疗方式,逐步向多功能诊疗技术融合的方向发展。超声力学效应 (即声辐射力),作为其最重要的生物学效应之一,越来越受到科研和医疗工作者的关注和重视。受益于对超声力学效应理论和机制的不断深入了解,以及电子信息技术的快速发展,近年来涌现出多种基于声辐射力的超声诊疗新技术,如能够对组织力学参数进行定量测量的超声弹性成像技术,以及能够对脑部等神经细胞的活动抑制状态进行无创调节的超声神经调控技术,极大地拓展了超声在医学临床领域的应用,为肝硬化、乳腺癌等重大疾病的早期筛查,以及脑疾病治疗和脑科学研究提供了独特的方法和工具。本文将对这些基于超声力学效应的医学超声新技术近年来的代表性研究成果进行系统性介绍,并分析其未来的发展方向。     

大厚度扩散焊NLU成像检测技术

针对钛合金大厚度扩散焊,基于非线性超声(Non-linear ultrasonic,NLU)原理,构建了一种NLU成像方法和检测系统,设计制备了不同的大厚度扩散焊试件,进行了NLU成像检测试验分析。检测结果表明,采用NLU成像检测方法,可实现钛合金大厚度扩散焊的超声可视化检测,最大检测厚度可达70mm。     

分散方法对碳纳米管/环氧树脂性能的影响

使用超声波振荡法和超声波破碎法两种方法制备了不同含量的碳纳米管/环氧树脂,分析了分散前后碳纳米管的形态,对比了分散方法对环氧树脂固化特性、流变性能、热性能、力学性能的影响,并研究了产生这种现象的机理。研究结果表明:超声破碎分散的CNTs形貌发生一定的变化,分散方法对树脂的固化特性、流变性能影响不明显,但是对树脂的玻璃化转变温度、力学性能影响较为明显。     

激光—超声旋涡测量技术

综述了激光－超声旋涡测量技术的特点,详细介绍了目前国内外采用的两种实用测量技术（超声脉冲信号法和超声连续信号法）并给出了细长三角翼和函道风扇流场的应用测量结果。     

金属基复合材料超声无损检测及评价技术的发展

利用超声技术对金属基复合材料多种特征参数进行评价,操作较简便,设备要求不高,成本较低,且无须破坏试样,适合于实际的生产应用,对提高材料研制水平、缩短研制周期及提高制件的质量等方面具有重要的意义.     

国内外超声检测技术现状及新进展

本文简介了国内外超声的检测的现状及新进展，并根据我公司新机研制的要求，提出了要着重开展和研究的课题。     

浅谈超声衍射时差法(TOFD)检测技术

介绍了TOFD的基本原理、系统参数的设置、缺陷定性定量分析以及TOFD的优点和局限性,为TOFD检测技术的应用、推广提供参考.     

超声磨削加工磨头的研制

阐述了超声旋转磨削加工的基本原理及其特点,着重介绍了自行设计的超声旋转磨削加工磨头结构,并简要阐述了磨头主轴结构、振动系统以及超声电源.该磨头能简单的装配在普通机床上,配合一定的控制设备,即可进行硬脆材料的优良表面加工.     

超声调制电加工振动系统工具优化设计及试验

用有限元方法分析超声调制电加工振动系统,探讨有、无负载时振动工具的动力学特性,通过ANSYS分析结果与理论计算值的比较,表明用有限元方法分析超声特性有较高精度;用ANSYS参数化方法设计、优化超声振动工具设计,通过振动系统的振动特性测试,验证了振动系统设计的合理性;通过微结构超声复合电解加工试验,证明超声调制电解方式加工难加工材料、异型面的技术优势.     

曲面构件水浸超声检测缺陷定量研究

受曲界面影响,超声波在曲面构件中传播时声束聚焦、散射特性增强,声能量出现汇聚与分散现象,造成缺陷定量困难。针对试块对比法等传统手段检测成本高及适应性较弱的问题,研究了基于超声测量模型的曲面构件缺陷定量方法。以脉冲激励方式下的超声波多元高斯声束模型和缺陷散射模型为基础,建立了曲面构件水浸超声测量模型,并对凸、凹两种曲面试块内的缺陷回波进行了模型有效性验证。以平底孔缺陷为例,基于该模型建立了曲面构件缺陷定量表征曲线,通过仿真研究了声束在曲面构件中的聚焦和散射特性,分析了相对缺陷波高随曲率半径、缺陷深度和缺陷尺寸的变化规律,并通过预测相对缺陷波高进行缺陷定量。以钢制曲面试块水浸超声检测为例进行了缺陷定量应用实验,模型预测与实验结果比较,相对缺陷波高预测误差小于1.2dB,缺陷大小定量误差不大于8.7%,表明这种方法可行,为曲面构件水浸超声检测时的缺陷定量提供了一种简便有效的途径。     

树脂基复合材料孔隙率超声表征技术研究

利用超声衰减的原理,运用超声C-扫描成像技术超声表征评定树脂基复合材料的孔隙大小,进而评定材料的力学性能情况,结合解剖试验建立了树脂基复合材料超声衰减、孔隙率和力学性能的关系曲线,探索了一种超声表征评定树脂基复合材料的孔隙情况及力学性能的方法.     

复合材料无损检测技术的现状与展望

回顾了复合材料无损检测技术的发展 ,从材料、结构和服役 3个方面介绍了复合材料无损检测技术的现状及今后的发展趋势     

超声波辐照对聚合物及其复合材料性能的影响

综述了超声辐照对聚合物及其复合材料在超细添加材料分散、力学性能、理化性能以及组织结构等方面的影响规律及其相应的作用机理,提出了超声波辐照工艺与其他工艺复合等的发展趋势和应用前景。     

相控阵超声检测技术在某型飞机撑杆焊缝检测中的试验研究

焊缝是飞机起落架承受交变应力和冲击力较多的部位,常常是疲劳裂纹的多发部位.根据起落架焊缝损伤特点,在比较多种检测方法的基础上,确定了相控阵超声检测方法,制作了与检测件完全一致的对比试块.经建模与试验,相控阵超声检测可以有效地检测焊缝疲劳裂纹,根据试验过程提出了在实践检测中需要解决的问题.     

薄板焊缝中超声TOFD检测方法浅析

回顾了超声TOFD检测方法,分析了超声TOFD近表面盲区的形成原因和3种改善近表面检测盲区的方法,包括TOFDW、S-TOFD以及基于希尔伯特黄变换的缺陷信号处理方法,并进行了典型的检测试验分析。利用TOFDW方法,TOFD表面检测盲区可达2mm。     

利用超声相控阵观测焊接熔池

简述了超声波相控阵成像技术的基本原理和主要特点,介绍了利用超声相控阵观测焊接熔池动态现象的情况.     

基于超声能量衰减的螺栓轴向应力测量

针对现存方法难以精确测量高强度航空螺栓轴向应力，提出一种使用超声信号能量衰减的螺栓轴向应力测量方法。首先，基于受载多晶体金属散射衰减理论，推导了瑞利散射范围内考虑内应力的体心立方晶系材料超声波衰减系数。然后，针对高频超声相干性差以及信号中存在柱面导波等问题，采用信号多次回波频谱能量衰减表征航空螺栓轴向应力并推导了相关理论模型，提出了考虑螺栓夹紧长度的能量衰减法标定公式。最后，搭建了螺栓轴向应力超声测量平台，对比了能量衰减法和声时差法的测量结果，证明了能量衰减法更适合于航空螺栓等高强度螺栓的轴向应力测量。