大曲率复合材料结构的缺陷特征与超声检测

采用超声回波法对大曲率碳纤维增强树脂基复合材料零件进行超声A 扫描，并对缺陷进行定位。结合缺陷区域和非缺陷区域的细观形貌金相图、宏观表面状态以及厚度测量结果的对比分析，讨论了缺陷形态与其回波波形特征的对应关系，以及缺陷可能的形成原因。结果表明，缺陷在细观尺度上呈现多处分层、气孔和孔隙密集缺陷，在宏观尺度上表现为零件表面贫胶与厚度增厚。缺陷的性质与超声A扫描的检测结果相吻合，缺陷的位置集中在零件大曲率部位，其形成原因与复合材料制造工艺密切相关。     

超声爬波无损检测方法的研究

本文介绍了超声无损检测中一种具有较好应用前景的波型──超声爬波。试验研究了爬波检测时缺陷定位、定性评定的方法，并给出了主要结论。     

复合材料红外热波检测影响因素的模拟研究

采用有限元数值模拟的方法,在三维瞬态红外热波检测数学模型的基础上,分别对复合材料缺陷直径、缺陷厚度、缺陷埋深、材质、热流密度、热激励时间以及对流换热系数等影响因素进行了红外热波检测的模拟,分析了以上各影响因素对温差和对比度的影响。结果表明:在以上影响因素中,缺陷材质对检测参数的影响最大,之后依次为缺陷埋深、热激励时间、热流密度、缺陷直径、缺陷厚度,其中对流换热系数对检测参数的影响最小,几乎可以忽略。     

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。     

双金属复合板超声检测方法对比研究

针对20碳钢+316L不锈钢双金属复合板进行了超声检测方法对比研究,采用常规超声横波斜探头、纵波直探头、纵波双晶直探头以及超声相控阵对同样的模拟缺陷进行检测,对实验数据进行对比分析,得出不同类型的缺陷所对应的最适合的超声检测方法,并且分析其原因,为双金属复合板的检测提供参考。实验结果表明,纵波双晶直探头及超声相控阵检测定位较为准确,适合于双金属复合板的检测。     

基于模糊理论的复合材料超声检测缺陷类型识别

本文以复合材料常见缺陷分层、孔隙、疏松的超声波检测缺陷信号为研究对象,选取缺陷波的时域及频域特征,考虑到各特征量之间的不可避免地存在耦合关系,而且对缺陷区分的重要性、敏感度也有很大的差别,采用加权多面体隶属度概念构造隶属函数,依据最大隶属原则进行模式识别,从而区分复合材料缺陷类型。     

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。     

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。     

波形钢腹板焊缝质量超声检测方法研究

新型波纹钢腹板PC组合箱梁结构大跨度桥梁已经在国内外得到了广泛应用,但是对主要承力的钢腹板焊缝检测仍然没有可靠的无损检测方法。研究采用超声波检测方法对波纹钢腹板角接焊缝进行实验探索,首先根据超声波在材料中的传播原理,理论分析超声检测方案;然后根据实际波纹钢腹板与翼缘板角接焊接的工艺和尺寸制备含有不同缺陷的试样;最后进行超声检测实验,并将实验结果与射线检测结果进行比较,超声检测结果与射线检测结果非常吻合,说明超声检测方法可以较好的实现该类结构的检测。     

基于幅度补偿的混凝土合成孔径聚焦成像方法

合成孔径聚焦技术(Synthetic aperture focusing technique,SAFT)通过叠加邻近多道通的回波信息,可增强目标缺陷的信号特征,被广泛应用于超声无损检测领域。对于大深度混凝土结构的无损检测问题,由于超声波的衰减作用明显,传统B扫描及SAFT方法的成像效果均不理想。为提高混凝土超声成像的质量,测定了混凝土中超声波传播的相对衰减系数,引入幅度补偿技术对微弱回波信号进行幅度补偿,然后再对补偿信号进行SAFT成像处理,进一步增强了超声成像效果。人工混凝土块实验表明,本文所提方法比传统成像方法具有更高的成像分辨率,底部缺陷反射更加清晰,同时内嵌铁管及木块的实验均验证了本文方法的有效性。     

Non-destructive Evaluation of Absolute Stress in Steel Members Using Shear-Wave Spectroscopy

Non-destructive measurement of absolute stress in steel members can provide useful information to optimize the design of steel structures and allow the safety of existing structures to be evaluated.This paper investigates the non-destructive capability of ultrasonic shear-wave spectroscopy in absolute stress evaluation of steel members.The effect of steel-member stress on the shear-wave amplitude spectrum is investigated,and a method of absolute stress measurement is proposed.Specifically,the process for evaluating absolute stress using shear-wave spectroscopy is summarized.Two steel members are employed to investigate the relationship between the stress and the frequency in shear-wave echo amplitude spectrum.The H-beam loaded by the universal testing machine is evaluated by the proposed method and the traditional strain gauge method for verification.The results show that the proposed method is effective and accurate for determining absolute stress in steel members.     

混凝土检测中基于数字滤波的传感器补偿方法

在超声探测中,为了获得信号最大响应幅度,通常都选用传感器的谐振频率作为探测频率.然而,这样会给探测信号带来较严重的振铃效应,影响反射信号的识别与提取,从而降低探测分辨力.本文提出了一种基于数字滤波方法,有效地对不理想的超声传感器频响特征进行了补偿.首先基于系统辨识算法建立了发射和接收传感器的离散传递函数模型,然后通过一个数字补偿滤波器建立补偿模型,用于抑制传感器的振铃效应.对这种方法的实际效果进行了实验验证,通过水浸测试获得传感器的标定数据,并基于这些数据建立补偿模型.实验结果表明混凝土底面反射信号能够从原混叠信号中被清晰地识别.     

展向离散抽吸法控制边界层转捩实验研究

通过实验成功发展了一种生成大振幅稳定条带的有效方法,即展向离散抽吸方法。在此基础上,开展条带控制边界层转捩的研究。实验在水洞中进行,以零压力梯度平板边界层为研究对象,利用氢气泡时间线法观测引入条带前后人工激发转捩边界层中扰动发展变化,分析条带对转捩的控制效果及参数影响。结果表明,展向离散抽吸方法生成的稳定条带最大振幅可达28.4%U(U 为自由流速度);实验中引入的宽度14和28mm 的稳定条带都能起到抑制转捩的作用;条带振幅越大、宽度越窄,抑制效果越明显。研究结果为探索降低水/空气中航行器摩阻的新技术提供有价值的参考。     

SAR图像中恒速动目标的定位

分别利用恒速动目标的信号幅度和信号相位估计动目标信号的频谱中心和多普勒调频率,结果不受动目标位置影响,解决了"方位位置不确定问题"。根据动目标方位向信号的频谱中心、调频率和动目标像位置,实现定位动目标。将聚焦良好的静止背景和动目标像以正确的相对位置绘制到同一幅图像中,是对动目标定位的最好表达方式。     

基于运动物体高阶多普勒效应的横向速度估计

目标与雷达存在相对径向运动时回波相位一次项发生变化,产生多普勒效应.多普勒效应广泛用于雷达信号处理.目标横向运动分量不会导致回波相位一次项变化,但会导致回波相位高次项的变化,据此本文提出横向运动物体的高阶多普勒效应及其横向速度的计算方法.高阶多普勒效应与常规多普勒效应配合可以计算任意向平稳运动物体的标量速度.文中给出了计算方法和仿真结果.当目标横向运动速度为900 km/h,且回波信号信噪比大于0 dB时,计算误差小于0.06 %.     

Rubbing-Induced Vibration Response Analysis of Dual-Rotor-Casing System

Considering gyroscopic effects caused by rotational speed,torsional vibration as well as coupling effects among inner rotor,out rotor and casing,a dynamic model of the dual-rotor-casing system is established using finite element(FE)method.By comparing the natural characteristics obtained from MATLAB and ANSYS,the developed model is verified.Then rubbing-induced vibration responses in dual-rotor-casing system are analyzed.The effects of rotational speed and speed ratio on rubbing vibration responses of the system are discussed.Results show that different combined frequency components will appear in the spectrum except two unbalanced excitation frequencies and their multiple frequency components,and these frequencies can be used as the dual-rotor aero-engine rubbing failure diagnosis frequencies when rubbing occurs.Besides,the amplitude of torsional vibration is larger than that of lateral vibration under the same working condition,and speed ratio has a great impact on the periodicity of the system rubbing-induced motion trajectory.The amplitude of rubbing-induced responses under counter-rotation is less than that under co-rotation with the same parameters.     

阵风发生装置流场测量与分析

以小型阵风发生装置为研究对象,采用二维热线风速仪,测量了不同工况下的阵风装置流场参数,给出了二维热线仪测量方案和在线角度修正方法,以及阵风幅值和波形稳定性计算方法。结果表明:采用风洞在线角度修正,可以提高二维热线的犢向测量精度和测试效率;采用波形相位分析方法,可以满足阵风发生器产生的周期性波形的幅值和流场脉动量分析;阵风幅值与4~15Hz 的叶栅摆动频率、8°~30°的叶栅摆动角度、50~100mm 的叶栅弦长成正比关系;阵风波形的不稳定性(等相位速度脉动量)与叶栅摆动角度、来流速度有一定的线性关系,在本试验范围内随叶栅摆动角度、来流速度的增加而增加,同时,适当的叶栅摆动频率可以降低叶栅的波形不稳定性。研究结论对阵风发生装置研制及其流场测量具有一定的参考意义。     

多层频率选择表面的分析

本文科用矩量法和广义散射矩阵理论分析了平面波入射到多层频率选择表面的电磁散射特性。首先引入广义波导的概念,将单层频率选择表面(FSS)上每个单元看成两个广义波导的接头,广义波导中的本征模是周期性结构中的Floquet模,然后根据等效原理和边界面上切向场量的连续性条件得到了一个关于广义波导中模式系数的方程,用矩量法求解可得波导接头的广义散射参量。最后运用广义散射矩阵理论计算了多层FSS总的散射参量。作为示例,文中对由矩形与圆形孔阵所组成的单层FSS和双层矩形孔阵FSS的散射特性作了计算,数值结果与已有文献中给出的数据极为一致。     

轴向间距对压气机稳定性的影响

对低速轴流压气机五个轴向间距下的压气机特性进行了试验.通过试验分析了轴向间距对压气机失速点流量,以及对压气机工作于多团旋转失速流量范围的影响,论证了静子在轴流压气机中具有抑制扰动波发展以及增强气动稳定性的作用.实验结果表明,随着转静子之间轴向间距的减小,静子的增稳作用增强,压气机的失速流量减小.