CFRP层压板缺陷同侧空气耦合超声兰姆波特征成像检测研究

为了实现飞机碳纤维增强复合材料(carbon fiber reinforced plastics,CFRP)层压板在役检测,采用同侧空气耦合超声兰姆波特征成像检测的方法对其缺陷进行检测。通过0.4 MHz空气耦合超声换能器在CFRP层压板同侧激励和接收A0模态兰姆波,以2个相互垂直的方向对缺陷部位进行D扫描。基于时域、频域、时频域的方法构建损伤指数,以此作为兰姆波特征成像的特征参量,通过对损伤指数进行全乘数据融合。研究结果证实该方法可以得到CFRP层压板缺陷的特征图像,实现缺陷的定位和定量。     

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。     

粗糙表面超声探伤耦合剂的研究

在超声探伤中，经常遇到测试面较粗糙。如用常规耦合剂时，其耦合剂损耗大，声能透过率低，探伤效果较差。本文介绍了一种适合在粗糙表面上进行超声探伤的耦合剂，其声学性能优于其他类型的耦合剂，应用到球墨铸铁曲轴超声探伤中，效果很好，由于其制备方法简单，成本低，使用损耗小，可较大地提高超声探伤灵敏度，具有很好的应用前景。     

实用换能器频谱及声场特性分析

本文从超声检测原理出发 ,针对超声检测中近场区内缺陷难以准确定量的问题 ,利用计算机数字信号处理技术 ,通过对不同换能器进行频谱分析 ,计算各换能器声轴线上声压分布曲线 ,并进行对比实验 ,探讨了超声检测中声轴线上声压分布的一般规律。为提高超声检测的可靠性 ,并最终解决上述问题提供了理论和实验依据     

波形钢腹板T型焊缝超声检测参数优化研究

波形钢腹板结构作为一种新型大跨度桥梁的重要钢结构构件,其应用范围及前景越来越广,至今对该新型结构的质量检测仍没有得到一种高效可靠的方法。针对波形钢腹板T型焊缝的检测需要,本研究是基于超声横波技术下的探索,主要是对超声检测探头参数进行了优化研究,在采用超声横波探伤,对探头楔块的检测入射角与检测频率对缺陷检测结果的准确性进行了实验研究。经过实验探索与数据分析,得出在类似的T型结构焊缝检测中,进行检测时宜选用2.5 MHz检测频率,K值为2的探头,其检出率最优。此次获得的探头最优参数,为后期探头研制奠定了基础。     

先进的超声可视化成像检测技术及其应用

通过先进的可视化成像检测技术可以准确地获取材料及其结构内部缺陷大小、位置以及三维分布特征。在众多的可视化成像无损检测方法中,超声成像检测方法是一种已经在复合材料、焊接等领域得到广泛应用的可视化成像检测技术,通过超声B-、C-、T-扫描以及三维投影成像,可以揭示材料及其结构中缺陷和微结构的三维量化分布。本文介绍了基于超声成像检测方法的典型检测应用及结果。     

基于FPGA的超声导波信号发生器设计研究

为减少超声导波检测中频散现象给检测管道工作带来的不利影响,提出了一种针对管道的超声导波激励信号源的设计方法,采用直接数字合成(DDS)技术,基于现场可编程门阵列(FPGA)、高速数模转换器器件AD9708和运算放大器ADA4870等器件,设计出专门用于激励超声导波的汉宁窗调制单音频信号的窄带脉冲信号发生器,该信号发生器可实现汉宁窗的宽度可调,汉宁窗调制下的单音频信号频率可调的功能。实验结果表明该信号发生器的硬件与软件的设计合理,激励信号的各项参数符合要求,并且相比其他方法,操作方便,节约了操作时间,提高了检测的精度与效率。     

PE管超声相控阵检测探头优化设计研究

针对相控阵超声检测探头的检测频率、聚焦深度、晶片尺寸、晶片个数等因素将影响检测灵敏度的问题,以PE管对接焊缝检测为检测对象,采用wave3000软件对超声相控阵探头相关参数进行了优化设计;设计了PE校准试块,进行了实验验证以证实该仿真结果的准确性。研究表明:通过对超声相控阵检测探头中检测频率、聚焦深度等因素进行优化设计,有效的提高了PE管对接焊缝检测灵敏度。     

相控阵超声检测方案设计关键技术及其在航空航天领域的应用

相控阵超声检测技术是一种多通道超声检测方法,与常规单通道水浸超声检测技术相比,检测方案的制定更加灵活也更加复杂。在针对复杂型面结构进行检测方案设计时,错误的检测方案将可能产生缺陷的误检、漏检等严重问题。为了针对航空航天领域广泛存在的复杂结构试件制定最优的相控阵超声检测方案,本文提出了一套针对复杂型面结构的相控阵超声检测方案设计流程,并对其中涉及的关键技术和应用进行介绍。首先,对流程框架进行总体概述,表明检测方案设计的重要性和必要性;然后针对其中涉及的5项关键理论方法的核心原理及用途进行介绍;最后搭建相控阵超声软硬件平台,实现上述关键理论方法,并用于航空航天典型结构件的检测研究。研究结果表明,所制定方案能够准确检出结构内部的预埋缺陷,满足被测对象的检测要求,并且所提出的检测方案设计流程及采用的关键理论方法有效地提高了检测方案的设计效率,对航空航天等重要领域复杂结构试件的检测应用具有一定的理论指导及应用价值。     

基于十字压电超声换能结构的平面超声电机研究

为了丰富平面超声电机的驱动原理及结构型式,提出十字形压电超声换能式定子驱动的平面超声电机。选定该定子横向杆的面内弯振、纵向杆的面内弯振以及定子的面外弯振作为电机的工作模态。通过面外弯振模态分别与横向杆的面内弯振、纵向杆的面内弯振进行振动耦合,在驱动足上生成沿yoz面和xoz面行进的椭圆轨迹,推动动子交替沿x、y向平移。阐明了该电机的工作原理,基于定子频率一致性工作模态要求,并厘定出最适合驱动频率为24 650 Hz,优化了定子尺寸为25.5 mm×5 mm×5.9 mm。建立定子的FEM模型,对电机进行瞬态分析,当驱动电压250 V时,得到驱动足的x、y、z向振幅可达到3.1、6.2、4.3μm。该电机可望产生较大动力与速度。     

钢结构桁架相贯线焊缝超声检测方法研究

本文应用超声波探伤的基本原理和实际探伤经验对钢结构桁架相贯线焊缝的超声波检测进行了研究。运用缺陷反射回波的包络线法,分析了相贯线焊缝缺陷的性质,总结归纳了一些典型缺陷反射回波的规律,对其它类型焊缝缺陷的定性也有参考作用。     

基于小波理论的岩体质量声波多参数分级方法

文章在传统的超声波速分级基础上,通过对超声信号的小波变换及频谱分析,提取不同频段的超声波动力学参数,综合考虑超声波运动学和动力学特征,采用系统聚类和逐步回归法确定分级因素、归一化后的多元线性回归法确定分级模式,建立了基于小波理论的岩体质量声波多参数分级方法.经过对比分析,证明新方法可提高声波岩体质量评价方法的可靠性和准确性.     

超声椭圆振动化学机械抛光原理与实验系统

介绍了抛光工具超声椭圆振动产生的基本原理,并实际测试了抛光工具的椭圆运动特性。从理论上分析了在抛光工具上加入超声椭圆振动后,对改善和提高抛光效果的作用机理。在上述研究工作基础上,建立了超声椭圆振动辅助抛光实验系统并进行了实验研究。结果表明,该超声椭圆振动辅助抛光法对硅片抛光表面质量、材料去除率均有较显著的改善。     

基于小波分解的模极大值算法在钛合金超声检测信号去噪中的应用

本文针对钛合金超声检测信号中普遍存在的噪声过大、信噪比过低的现象，结合钛合金超声检测信号与材料散射噪声信号的产生特点，构造了一组数学模型，并提出了基于小波分解的一种改进的模极大值去噪算法。该算法利用小波分解中的低频系数来确定信号位置，在高频各尺度系数的对应位置寻找相应的频率信息。以达到提取信号去除噪声的目的。实例分析表明：该模型能基本反映超声检测信号的特点，而且此算法对钛合金超声检测信号去噪效果比较理想。     

小波分析和人工神经网络在金属超声无损检测缺陷分类中的应用

基于金属超声检测中的缺陷脉冲回波为非稳态信号的特点，对高温合金材料超声检测信号的小波变换进行了特征分析，提取了各级小波分解信号的能量分布特征，最后将这些特征输入人工神经网络进行训练和分类，实验表明，这种方法具有良好效果。     

Damage Detection and Material Property Reconstruction of Composite Laminates Using Laser Ultrasonic Technique

Laser ultrasonic technique has received increasing attentions in the past decade due to its contactless nature and a wide range of applications have been reported. In this review,applications of laser ultrasonic technique developed at Nanjing University of Aeronautics and Astronautics(NUAA)as well as elsewhere for non-destructive testing in composite laminates are presented. The principles of generating and detecting in a laser ultrasonic system are introduced,three different system configurations are also introduced with each configuration's advantages and disadvantages explained. More importantly,two major applications developed at NUAA for composite laminates are presented including damage detection,stiffness reconstruction and fatigue life prediction. Both applications are realized by a fixed-point PZT sensor and scanning pulse laser based on the linear reciprocal theorem. Analytical method and numerical models are employed and developed to realize the functionalities.     

材料无损检测中韵测量不确定度评定

本文介绍了测量不确定度评定在材料无损检测中的应用及重要性，讨论了无损检测过程不确定度的来源及评定方法。结合材料超声检测的实验结果，计算了不确定度、合成不确定度、扩展不确定度并给出不确定度表示。     

多光束干涉光超声检测探头的研究

本文根据超声引起激光的Ｄｏｐｐｌｅｒ效应的多光束干涉原理，设计了一种对速度敏感的激光超声检测探头，该探头调节方便、工作性能稳定、抗干扰性强，具有很强的实用价值。     

小直径棒材超声检测方法研究

本文介绍了用瓦形晶片制作的线聚焦双晶探头，采用水浸法检测直径为5－16mm的高温合金钢的方法及原理，并和超声爬波法相比较。实验结果表明，本方法是较为理想的一种，不仅操作简单，而且能满足技术上的要求。