双金属涡轮结合面超声相控阵检测研究

针对双金属涡轮结合面缺陷特点以及材料超声波高衰减特性,采用收发分离超声相控阵检测方法,对结合面缺陷进行定位研究。首先根据双金属涡轮几何结构特点,建立双金属涡轮有限元仿真模型,分析相控阵超声波在双金属涡轮中的传播规律和接收端的波形。然后,设计并制作双金属涡轮试样和特定曲率的曲面探头,利用收发分离超声相控阵检测工艺对试样上的人工缺陷进行定位方法研究。研究结果表明:收发分离相控阵检测工艺定位方法准确,对结合面可以进行全覆盖检测。     

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CIVA的薄铝板超声相控阵检测

使用CIVA的缺陷响应功能对薄铝板的超声相控阵检测过程进行仿真,得出检测工艺参数。分析了不同埋深下相同尺寸的腐蚀坑缺陷与波幅能量的关系,以及在特定埋深下的不同尺寸的腐蚀坑缺陷与波幅能量之间的关系。使用CIVA仿真制定的检测工艺指导OmniScanMX相控阵仪器的实际检测,结果表明CIVA仿真结果跟实际检测一致,说明CIVA能高效准确地预测薄铝板超声检测的结果。     

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。     

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。     

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。     

复杂布局机翼结构多约束优化设计

机翼结构需要同时满足强度、刚度、气弹和设备安装等要求,布置多个外挂设备的机翼结构设计约束更加复杂,传统方法难以得到最优方案。本文提出了通过约束机翼剖面弯曲刚度和扭转刚度来控制气动弹性的方法,研究了稳定性和位移敏度计算理论,结合工程准则法和数学规划法,搭建了适用于复杂布局机翼结构的多约束优化流程,以国产结构分析软件HAJIF为平台进行了程序实现,并结合工程机翼案例进行了方法验证。优化结果表明,本文方法能够以静力分析模型为基础,同时考虑强度、刚度和稳定性等多种约束形式,在有限计算机时内给出最优设计方案,具有一定的工程应用价值。     

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。     

基于激光错位散斑干涉技术的复合材料无损检测

采用激光错位散斑干涉(Shearography)检测技术对含损伤的复合材料试件进行了无损检测,准确地确定损伤的位置,根据离面位移一阶导数的峰一峰值估算了缺陷大小,与实际相符。并通过试验证明了加栽时间会对检测结果产生重要的影响。应用Shearography技术对直升机复合材料旋翼进行无损检测,证明其有快速、全场、非接触等优点,适合于大型复合材料结构的快速检测。     

飞行器燃油系统气动热试验与数值分析研究

气动加热与结构热传递耦合问题在航空航天领域非常重要。指出耦合性在试验与分析过程中的必要性。针对存在的耦合性,阐述了将结构热试验和气动加热计算相结合,提出模拟全弹道的全方程热流密度控制方法,实现气动热分析与热试验相耦合的试验控制。为飞行器燃油系统的气动加热和结构热响应耦合分析提供了一个解决思路,同时为结构热试验热载荷条件的制定提出了新的方法,对应用复杂防热结构的飞行器的气动热分析和结构热试验具有重要的意义。数值仿真结果与试验结果进行了对比,两者吻合得较好。     

无源无线射频识别传感器及其在结构健康监测中的应用

针对无损检测与结构健康监测技术的发展趋势与挑战,介绍了一种无源无线射频识别(Radio frequency identification,RFID)监测传感器,并揭示了其在结构健康监测,特别是在航空航天领域的潜在应用。然后,从传感机制、信号测量、特征分析与提取等多角度对RFID传感技术在结构健康监测领域应用和存在的问题进行了全面阐述。最后,对RFID传感技术的发展前景和研究方向做了展望。本文为RFID传感技术在结构健康监测领域的研究和应用提供了理论指导和设计依据。     

结构健康监测及其应用

结构健康监测（Structural health monitoring,SHM）是指利用现场的无损传感技术,分析通过包括结构响应在内的结构系统特性,达到检测结构损伤或退化的一些变化。结构健康监测是一种实时的在线监测技术,国外己在土木工程（大跨桥梁、高层复杂建筑、海洋平台等）、机械以及航空航天工程等领域有较多的应用。     

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。     

复合材料层板超声检测缺陷评定方法分析

碳纤维增强树脂基复合材料的接触式超声检测,对大于探头直径的缺陷常采用半波高法评定大小,但各检测标准均没有对半波高法的基准波进行规定。采用不同基准波评定缺陷可能会造成缺陷评定结果不同,从而直接影响制件验收。本文采用理论分析与实际检测相结合的方法,对复合材料检测中常采用的以底面回波为基准波和以缺陷回波为基准波两种缺陷评定方法进行分析,比较了两种方法测量结果的差异,给出了复合材料层板接触式超声检测缺陷评定方法的建议。     

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     

智能结构中埋入式光纤传感器的研究

针对复合材料结构试件内部参量的测量提出了一种新型埋入式光纤传感器的研究方案。这种方案是采用双光敏管结构来检测干涉条纹的，运用适当的处理电路来计数条纹的移动量，并判断条纹的移动方向，从而测出复合材料构件内部物理参量的变化。对这种干涉型埋入式光纤传感器用于复合材料试件内部应变测量进行了理论推导，导出了条纹的移动量与应变的关系，并把这种传感器埋入环氧树脂复合材料梁中，对其应变进行了测量，给出了实验装置和     

S试件几何形状定义与特性分析

S试件是用于综合检测五轴数控铣床动态加工精度的检测试件,目前已申请纳入国际标准ISO 10791-7标准组作为附加测试件。S试件的型面由两个直纹面构成,但S试件草案中并未对S形直纹面的参数化方式进行详细指定,因而导致S试件的几何形状表达方式不唯一,不同的型面几何定义对试件的检测特性有重要影响。针对以上问题,本文给出了Nurbs参数和等弧长两种典型的S试件直纹面定义方法,对比分析了两种直纹面的扭曲角变化及侧铣原理性误差等特性,并根据分析结果选取Nurbs参数作为S试件直纹面定义方式,从原理上完善了S试件的几何定义,有利于S试件标准的推广。     

基于MSC.Nastran/HyperWorks的薄壁圆筒隔框结构拓扑优化设计

薄壁加筋结构是航空航天领域常见的一种结构型式,这类结构的强度分析和优化设计广泛地受到关注。相比自行开发软件,合理地结合商业有限元软件的优势开展结构分析和优化设计更加简单实用,且易于飞机结构设计人员掌握。提出了一个基于MSC.Nastran和HyperWorks的完整的结构分析和优化设计流程。首先,在MSC.Nastran中进行整体结构的建模和分析,然后将隔框从整体结构中隔离出来,将MSC.Nastran分析得到的隔框边界节点的位移信息作为强制位移载荷施加给隔框,然后基于HyperWorks的优化模块对隔离出的隔框单独做优化分析和拓扑结构设计。该流程合理地结合了MSC.Nastran的结构分析功能和HyperWorks的优化功能,以薄壁圆筒隔框结构中隔框部分的拓扑优化为例详细说明了流程的全部细节,通过算例表明该结构分析和优化设计流程普遍适用于大型复杂结构的优化设计问题。     

实和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。     

航空航天复杂曲面构件精密成形技术的研究进展

对于当前航空航天飞行器中广泛存在的金属复杂曲面构件的高性能发展需求,提出研发针对叶片类零件、大口径薄壁弯管以及复杂钣金构件的楔横轧短流程制坯、颗粒填料辅助推弯成形以及高能率冲击液压成形等精密成形技术,分别从工艺原理、设备、模具及典型零部件应用等方面对上述技术的研究进展进行阐述和介绍。