探测复合材料层板基体裂纹的实验技术

介绍探测复合材料层板基体裂纹的三种实验技术:声波发射探测,超声波C扫描和复制带记录。在试验各阶段,应充分利用每种试验方法的优点,使每个试件比常规试验获取更多的试验数据,包括声波发射探测响应图,超声波对整个试件宽度扫描成像,以及沿着试件侧面厚度上的复制带获取图像。最初由声波发射显示试件加载期间基体裂纹的开始形成,通过超声波扫描能清晰分辨出第一条基体裂纹的出现;随着基体裂纹的发展,可综合应用三种实验技术,确定对基体断裂的评估。根据试验结果,对这三种实验技术作了评价。     

一种基于压电驱动的火星岩石钻探器的研制

钻取采样是未来火星探测采样任务中获取星表岩石样本的一种有效方式。压电驱动的超声波钻取采样技术以压电陶瓷作为作动元件,对火星表面复杂环境具有一定的适应性。基于高频冲击钻进的工作原理,超声波钻探装置容易刺入火星表面坚硬的岩石。作为一种轻质小巧、低功耗的钻探器,超声波钻探器非常适合火星表面岩石的原位探测采样任务。本文借助仿真和试验手段验证了超声波钻探器的岩石钻进能力和钻探效率。超声波钻探器的研制可为未来火星表面岩石的钻探采样任务提供技术参考。     

基于超声波的移动机器人多目标探测定位方法

为了使移动机器人能够对离散的多个目标进行准确的探测定位,提出了一种新的超声波智能探测方法.采用3个收发一体的超声换能器阵列发送近似的平面声波波束,并建立空间坐标系.3个探头定时发送超声波脉冲,同时数字信号处理器采集并分析接收到的回波信号,在给定的算法下滤除杂波、识别提取回波首波、二次回波和三次回波等特征信号数据,在正确检测出各路波束的回波时间后,通过计算给出多个被测物体的准确定位.实验采用了杆件物体作为被测对象,对回波信号进行高速数据采集处理后计算出被测目标的坐标值,比较了计算物位与实测物位数据,结果验证了该方法的可行性与正确性.      

异型孔空心叶片壁厚检测的试验研究

发动机叶片的结构型式和制造误差，直接影响发动机的性能和使用寿命。运用超声波法和电涡流法，对两种不同材料和形式的试件进行了试验。电涡流法受到探头直径和试件几何尺寸的影响，测量误差大，超声波法由于存在测量盲区，测量厚度的下限受到限制。但测量值与实际值相关，若对探头加以改进，用于异型孔空心叶片壁厚检测是可行的。     

利用可编程超声阵列准确定位目标点位置

设计和制作了一种用于移动机器人环境探测的可编程设定工作模式的超声波传感器阵列,阵列中的每个超声传感器都可以被编程设定为发射/接收器或接收器.当某个传感器是发射/接收器时,其它传感器都设定为接收模式,使系统在探测过程中始终工作于单发/多收的状态,能够比传统的多超声传感器系统获得更多的冗余信息.利用几何学的相交定位法融合每次探测所得到的数据,实现对目标点的准确定位,通过衡量目标点之间的欧式距离来区分多个目标.实验结果表明,这种新的探测系统只需要一个探测周期,就可以实现对单目标和多目标的准确定位,比传统的多超声系统具有更高的探测效率.     

基于CT的泡沫铝三维细观模型重建及应用

为了建立更加真实的闭孔泡沫铝三维细观分析模型,提出了一种基于计算机层析成像（CT）的有限元模型构建新方法。首先,对CT扫描得到的泡沫铝试件的扫描图像进行Otsu算法分析,确定了区分基体材料和空气的灰度最佳阈值。其次,基于映射网格思想直接从扫描图像生成了试件的有限元分析模型,实现了泡沫金属三维细观分析模型的重建。最后,以此为基础进行了泡沫铝试件准静态压缩和动态冲击试验的数值模拟,结果表明,准静态压缩下泡沫铝的内部变形随机分布于整个试件,且与其三维结构密切相关;而动态冲击下变形在冲击端附近首先发生,体现出显著的局部化效应。本文方法能真实地描述泡沫金属内部的细观结构,实现了对泡沫铝试件在准静态压缩和动态冲击作用下的受力、变形与破坏过程更加详细的模拟分析。      

柔性涡流阵列传感器孔边裂纹监测技术

针对这一问题,提出了一种带双面补强的柔性涡流阵列传感器并用于孔边裂纹监测。通过COMSOL有限元软件建立传感器和被测试验件的有限元模型,分析提离距离、垫片磁导率变化和裂纹扩展对传感器输出信号的影响;制备带补强和不带补强的传感器,并开展挤压实验和在线疲劳裂纹监测实验;根据实验结果和仿真结果之间的差异进行误差分析。结果显示：随着提离距离和垫片磁导率的增加,传感器输出感应电压逐渐增大;传感器裂纹监测灵敏度随着提离距离的增加而逐渐减小;带补强的传感器可以在螺栓拧紧扭矩为63 N·m的条件下工作,而不带补强的传感器在拧紧力矩为50 N·m时完全失效;通过在线疲劳裂纹监测实验验证了带补强的传感器对裂纹具有定量监测能力,裂纹监测精度与激励线圈之间的间距一致,可达1 mm;实验结果与仿真结果之间的差异主要由提离距离引入。     

每期十星

美国第2代试验气象卫星。太阳同步轨道,1964年8月28日发射,卫星高3米,最大直径1.5米,三轴稳定。雨云系列试验气象卫星到1978年12月共发射8颗。星上遥感器有高级电视摄像机,高、中、低分辨力辐射仪,扫描辐射仪,扫描微波传感器和数据收集中继系统等几十种。工作寿命28天。     

腐蚀环境下铜薄膜传感器金属结构裂纹监测

铜薄膜传感器在飞机金属结构损伤监测过程中,将长期面临大气腐蚀环境的影响。针对此背景,研究了铜薄膜传感器在腐蚀环境下的耐蚀性能,及腐蚀后的疲劳裂纹监测性能。首先,采用脉冲偏压多弧离子镀技术在不同弧电流和基体负偏压水平下制备了一系列铜薄膜,对其耐蚀性能进行了对比研究。结果表明,在弧电流60 A和基体负偏压250 V时沉积的铜薄膜耐蚀性能最佳。然后,结合耐蚀性能最佳的沉积工艺参数,在2A12-T4铝合金中心孔板试件上制备了同心环状铜薄膜传感器阵列,并开展了盐雾腐蚀试验。最后,对腐蚀试验后的铜薄膜传感器进行了疲劳裂纹监测试验。结果表明:铜薄膜传感器在腐蚀环境下具有良好的耐蚀性能,耐蚀时间达1 000 h;腐蚀试验后的铜薄膜传感器对裂纹变化敏感,能实现对裂纹定量监测,监测精度为1 mm,监测结果具有良好的可重复性。     

用再结晶法研究三维弹塑性裂纹问题

本文用再结晶法测定了中心裂纹拉伸试件裂纹尖端高应变区的塑性应变分布,求得了高应变区参数与J积分及裂纹尖端张开位移COD的定量关系,并用三维有限元法进行了计算。实验和计算结果表明,用再结晶法研究三维弹塑性裂纹问题是一种有效的方法。     

用于小型无人机的超声波低空测高系统实验研究

根据声波在空气中传播反射的原理,设计了一种基于超声波模块600和单片机C8051F121组成的小型无人机测高系统。主要针对当无人机起飞、降落时,提高高度测量的精度,详细介绍了超声波模块600的工作原理、软件设计及对实验数据的分析并得出结论。     

斯拉姆“增强型”防区外攻击导弹远程靶试再次成功

由太空探测技术公司(SpaceX)研制的首枚“猎鹰”-1(The Falcon 1)火箭于5月27日在其发射台上成功进行了一次发动机试验，这是该型火箭2005年夏天首飞前的最后一次关键试验。在范登堡空军基地的发射台上，“猎鹰”-1火箭的主发动机被点火5分钟，达到了全部发射演习的最高点。太空探测技术公司称这是一次成功的发射演习及发动机试验，是火箭正式发射之前的最大里程碑。     

声表面波器件中三次行程信号抑制的新措施

本文提出一种在声表面波器件中抑制三次行程信号的新措施。采用合理选择发射和接收叉指换能器之间距离的办法,使接收叉指换能器再生反射声波的相位与发射叉指换能器发射的声波在声同步频率上相位相反,而达到部分减小三次行程信号带来的影响,导出了实现这种抑制的方程式分析了此方法的适用范围,它只适合于幅度频率特性的通带呈“U”形的表面波滤波器和延迟线减小三次行程信号帝来的幅度频率特性失真。只要发射和接收叉指换能器间隔足够小,可大大减小群时延特性和脉冲响应的失真。建议将式中的n取为8。     

压气机叶片高低周复合疲劳的裂纹扩展研究

研究了钛合金压气机叶片在大幅值低频主循环上迭加高频小幅值振动后的影响，试验研究是用预制裂纹的压气机叶片作为试件在室温下进行，低循环载荷是采用液压伺服机构加以拉应力来完成，由直流马达带动一曲柄联杆机构以１００￣１５０Ｈｚ的频率对叶片试件施加以交变弯矩迫使它弯曲振动，试验结果表明：线性迭加法对压气机叶片疲劳寿命预测是有效的，并且高循环的频率及高循环的幅值变化对叶片裂纹扩展的影响十分显著。     

从探空七号气象火箭到织女三号高空研究火箭——我国实用探空火箭发射成功30年回顾

1960年9月13日我国实用探空火箭——探空七号气象火箭首次发射成功,揭开了我国火箭探空活动的序幕。自那时以来,我国火箭探空事业取得了显著进展。在过去的30年间,我国共发射了17种型号的探空火箭;此外,一种新型号探空火箭——织女三号高空研究火箭也将于近年内发射。本文从火箭气象探测、火箭生物试验、火箭大气取样、火箭试验研究等四个方面对此进行概略回顾。     

航空铝试块疲劳裂纹相控阵超声成像检测

表面疲劳裂纹扩展可导致结构失效,利用相控阵超声成像技术监测疲劳裂纹,获取结构完整性评价所需裂纹信息,可及时对结构失效提出安全预警。采用三点弯曲疲劳试验法在航空铝试块上生长疲劳裂纹,对裂纹开口面材料进行逐步切削来获得不同长度的疲劳裂纹,利用相控阵超声全矩阵采集(FMC)和全聚焦方法(TFM)获得的裂纹尖端和开口图像信息来监测裂纹扩展和测量裂纹长度,并测试了相控阵超声探头放置位置、裂纹张开/闭合、裂纹表面粗糙度对超声成像检测效果的影响。研究结果表明:相控阵超声探头从裂纹侧面入射检测能更好地对裂纹进行超声成像,并真实反映材料内部裂纹扩展前缘形貌。当疲劳裂纹长度大于3倍超声波长时,裂纹尖端和开口图像完全分离,相控阵超声全矩阵采集和全聚焦成像技术可有效测量裂纹长度,测量误差小于0.2 mm。相比裂纹张开时,疲劳裂纹闭合效应会使裂纹尖端超声图像信号减弱4.5 dB,长度测量值小0.6 mm。      

AMPTE卫星计划

美国、西德和英国制造的三颗有源磁层粒子示踪探测(AMPTE)卫星于7月底在卡纳维拉尔角发射场上组装完毕,预定于8月9日用一枚麦克唐纳道格拉斯公司造的德尔它运载火箭发射,以便获取有关范艾伦辐射带的新数据。这项多国计划研究了12年左右,耗资8千万美元。整个计划正由美国航     

金属材料微裂纹取向与超声波和频非线性效应

针对非线性超声无损检测金属材料微裂纹取向角度的问题,开展了微裂纹取向与超声波的和频非线性效应研究,建立了超声和频非线性特征系数与微裂纹取向角度的关系模型。理论和有限元仿真实验结果表明,随着微裂纹取向角度的逐渐增大,超声和频非线性特征系数与微裂纹取向角度之间呈现明显的正相关趋势,而且相比二次非线性特征系数,和频非线性特征系数对微裂纹取向检测更为敏感。同时,从超声波平均能流密度（即声强）的角度出发,计算可知和频分量声强会随着微裂纹取向角度的增大而增大,而二次谐波声强基本不会发生变化,同时和频分量声强占比相比于二次谐波声强占比也得到了明显提高。超声波声强计算结果与仿真计算结果趋势基本一致,证明了理论模型的正确性。通过实验验证了模型的有效性,为金属材料微裂纹取向的检测提供了一种有效的手段。      

我国又成功发射一颗卫星

<正> 8月5日我国又成功地发射了一颗科学探测与技术试验卫星。卫星是在酒泉卫星发射中心发射的,星上装有联邦德国三家用户的试验装置。卫星顺利入轨、星上仪器工作正常。联邦德国、瑞典、法国、美国的有关用户和公司的代表,现场观看了发射实况。8月13日下午,卫星按预定计划顺利、安全地返回地面,地面测控系统跟踪正常,卫星回收舱落点准确,舱内设备及搭载的中外实验仪器完好无损。     

我国用探空火箭首次获得电离层顶数据

2016年4月27日02：00，中国科学院国家空间科学中心（以下简称空间中心）在位于海南省儋州市的中国科学院海南探空部成功发射了天鹰－3F空间环境垂直探测试验火箭。该火箭搭载的鲲鹏－1B探空仪开展了多项科学探测及技术试验任务，首次成功获得了电离层顶的原位探测数据，标志着我国已经具备了用探空火箭飞到更高高度的空间环境探测运载能力。