超声冲击强化工艺对钛合金表面质量及磨损性能影响研究

钛合金较差的耐磨性严重限制了其在航空航天领域的应用。为了研究Ti-6Al-4V(TC4)钛合金在超声冲击强化后耐磨性提高的机理,通过Ti-6Al-4V(TC4)钛合金超声冲击强化试验,探究超声冲击处理的工艺参数（刀具直径、气浮台压力、冲击道次、刀头形状、进给步距）对钛合金表面质量及性能的影响规律及敏感性,发现当采用球头刀具、气浮台压力为0.45MPa、进给步距为0.3mm时,超声冲击强化对钛合金耐磨性的提高最明显。通过对摩擦学试验中摩擦系数、球磨斑直径、盘磨损率、表面形貌图等试验结果的研究分析发现,经过超声冲击强化处理后钛合金材料的耐磨性能提高是压应力抑制裂纹机制、表面硬化强化机制和沟壑储油机制共同作用的结果,验证了超声冲击处理对钛合金耐磨性的实际强化效果。     

直线型驻波超声电机的定、动子间接触及摩擦分析

针对一种基于面内振动的直线型驻波超声电机的定、动子接触过程和摩擦机理进行了研究。在分析中将摩擦材料层简化为分布式线弹簧,利用对电机驱动过程中等速点和接触点的相对位置的分析,将接触区域进行了分区段的讨论,推导出电机速度和输出推力的关系并进行了计算机仿真。进而对不同间距下电机定、动子接触过程进行了分析和仿真。结果表明：电机的定、动子间距在建立摩擦模型中起关键作用,其变化对电机机械特性有显著的影响。     

连续纤维增强钛基复合材料整体叶环的超声检测试验研究

本文结合连续纤维增强钛基复合材料（TMCs）整体叶环的制备工艺和结构特点,重点分析了TMCs整体叶环内部质量的超声检测难点,并通过对特定尺寸TMCs整体叶环的超声检测试验及解剖对应分析,确定了纤维碎断、纤维束开裂、纤维屈曲、纤维挤出及焊缝处开裂（未焊合）等可能存在的主要缺陷类型及超声回波信号特征。试验结果表明,基于适当的超声检测工艺参数对TMCs整体叶环的内部质量进行检测,检测灵敏度可达Φ0.8 mm当量平底孔。     

航空复材构件R区相控阵超声检测研究进展

航空碳钎维增强树脂基复合材料(Carbon Fiber Reinforced Plastic,CFRP)构件通常具有几何形状复杂的R区结构,提高该区域缺陷检测质量对于保证航空构件的承载性能至关重要。本文结合声学建模及声传播规律仿真分析,确认了CFRP构件R区同时存在叠层、曲面及弹性各向异性3方面特点,导致超声波垂直入射难、声传播路径扭折、结构噪声强和声耦合效果差等问题。基于相控阵超声检测(Phased Array Ultrasonic Testing,PAUT)技术,针对R区尤其是变厚度、变曲率和变角度情况下缺陷检测难题,重点综述了换能器研发、基于信号后处理的超声成像、固体柔性耦合介质及辅助工装研发等方面的研究进展,分析了当前研究存在的主要问题及未来发展方向。     

基于负载变化的超声振子电学性能试验研究

针对超声波加工中振幅衰减和振幅不稳定现象,通过超声振子的静态加载试验,分析了轴向与径向加工负载力对超声振子电学特性的影响规律,以及超声振子电学参数的变化对超声振幅的影响机制。结果表明,超声振子的电学参数在径向负载力与轴向负载力的影响下有相似的变化趋势,即超声振子谐振频率与动态电阻随着负载力的增加而单向增大,动态电感与动态电容有相反的变化趋势,二者的综合效果使谐振频率随着负载力的增加而增大,静态电容在一定范围内波动,当超声振子所受的负载力增大到一定值时,超声振子的低频谐振点会消失。依据理论分析与试验研究结果,提出了改善振幅衰减和振幅不稳定现象的措施。     

机器人旋转超声钻削铝合金叠层构件毛刺特性

针对铝合金叠层构件机器人制孔容易产生钻削毛刺，严重影响飞机装配精度和效率等问题，提出基于弱刚度环境下机器人旋转超声制孔毛刺高度的计算方法。首先，通过实验验证了高频的振动冲击对毛刺高度的影响规律，建立了机器人旋转超声钻削铝合金叠层构件的钻削力经验公式。然后，结合经典薄板弯曲理论和能量法，分析了超声振动及钻削位置刚性对机器人钻削铝合金叠层板毛刺形成的影响机制。实验结果显示:所提计算方法的相对误差在13%以内，具有较高的精度。      

一种含柔性轴的超声电机定位特性研究

为了进一步提高超声电机的定位精度，满足航空航天驱动机构对高定位精度的迫切需求，采用柔性轴提高超声电机运行稳定性，并基于电机瞬态响应特性，实现超声电机的高精度定位性能.超声电机具有响应快的特点，具有实现高定位精度的可能，但由于其步进特性不清晰，运行波动较大，其潜力尚未被完全挖掘.针对该问题，首先探索超声电机的步进特性，得到不同负载下电机的步进规律，然后采用连续模式和步进模式相结合的控制策略，实现了超声电机的高精度定位特性.研究结果表明：采用柔性轴后，电机步进波动大幅降低，电机定位精度可达0.48″，所需的定位时间小于1.34 s.     

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。     

基于血管内超声图像序列的自动三维边缘检测

血管内超声成像可以显示血管内腔、管壁清楚的实时截面图像,从而使定量测量血管参数成为可能。传统手动追踪内腔和管壁边界的方法既费时又存在较大的主观误差,本文将二维主动轮廓算法模型向三维扩展,提出一种适合血管内超声图像的自动三维边缘检测方法,通过对初始给定三维模型实施三维主动界面变形,从而使其逐步逼近目标轮廓。实验结果发现自动检测的内腔、血管壁面积与手动追踪非常吻合,具有较高的相关系数和较小的系统误差,并且纠正二维检测中带来的局部偏差,可作为医生可靠而准确的诊断工具。     

单晶双斜探头探伤时缺陷定位问题的研究

当今社会对产品质量的检测要求越来越严格和全面了，在这种严格的检测下，各种专用的新型超声检测探头不断涌现，其中用于内燃机曲轴及石油钻铤等部位探伤的单晶双斜探头也得到了应用，但由于这种探头的特殊结构，以至它不易对缺陷定位，所在在这里，本文主要针对这种双斜探头的缺陷定位问题，进行探讨和研究。实验证明，所求计算公式达到了预期效果。