《一种新型电—热—声转换装置的特性研究》

设计制作了一高频电—热—声转换装置，装置由电热层、绝缘层和导热层组成。将交变的电信号接入电热层，会产生交变的热信号，促使电热层表面附近的气体压力产生交变的振荡，形成相应的声波。装置产生了可测频率在3 kHz-25 kHz的热声现象。装置作为小型高频发声器具有频带宽、频响平坦、无运动部件等优点。     

层状无砟轨道结构脱层缺陷超声成像

无砟轨道是典型的层状混凝土结构,脱层缺陷是其最常见的损伤形式,影响着高速列车的安全运行。传统的合成孔径聚焦成像方法是基于恒定声速的超声检测方法,忽略层间的声阻抗差异以及声波在层间界面处的折射,导致声束难以在缺陷处聚焦,声波在层状结构中传播的时间误差较大。鉴于此,提出了一种多层结构合成孔径聚焦成像方法,充分考虑多层结构中的层间声速差异,采用射线追踪方法准确获取声波在多层结构中的传播时间。在此基础上,分析了不同入射波模式以及不同激发频率对多层结构合成孔径聚焦成像结果的影响。结果表明：采用多层结构合成孔径聚焦成像方法,使用频率为50 kHz的横波入射成像分辨率更高,对无砟轨道脱层缺陷检测效果更好。该研究为该类缺陷检测提供了理论支撑。     

声学超表面及其声波调控特性研究

声学超材料作为近年来研究的一个新兴领域,极大地拓宽了声学材料在各个领域的应用,声学超表面作为声学超材料的一个分支,近几年也受到了国内外研究者的广泛关注。声学超表面是一种由超材料结构单元阵列构成的基于亚波长尺寸的新型声学超材料,能够利用广义Snell定理实现对反射声波或透射声波的定向调控,具有利用亚波长厚度调控声波的独特优势。由于其具有结构简单、物理特性丰富独特、对声波灵活有效调控等特点,成为了超材料研究中的热点课题。从超表面的概念出发,以折叠空间型超表面、五模式超表面、非结构化超表面为基础,详细介绍了几种常见结构单元的设计方法,及其对声波调控的物理机制,实现诸如负折射、声聚焦及声非对称传输等功能。此外,简略探讨了声学超表面有待解决的问题,以期为后续研究提供参考。     

基于轻薄硬质超表面的空气声波反射场操控

对反射声波的复杂操控是声学研究的基础问题之一,并广泛应用于房间声学设计及噪声能量消除等重要场合。近年来出现的声学超表面为声学功能器件的小型化提供了新的启示,因此如何进一步缩减其尺寸和重量具有重要的物理意义与应用价值。展示了一种轻薄超表面结构对低频空气声波所产生反射声场的高效、精准操控。通过理论计算证明了利用简单的扁平中空结构,可在不显著牺牲能量反射率及结构强度的前提下,通过调控单个结构参数产生0~2π范围内的反射相位,同时避免了制备难度高和增加器件重量的复杂内部结构,因此具有尺寸超薄(λ₀/20)、重量轻盈、反射率高及制备简单等优势。通过实现任意角度的异常反射、基于超薄平面透镜的可调声聚焦、构建平面棱锥镜产生类贝塞尔声束3个典型例子展示了该器件对反射声波的丰富操控性能。实现基于轻薄超表面对反射声场的操控,有助于新型平面声学器件的研究与应用,并有望在建筑声学、噪声控制、扬声器设计等领域中产生重要价值。     

用碳纳米管增强预浸料制成的船体重量减少75％

一种称为Saser的新型声学激光装置能产生纳米尺度的强声波束。它的研发者，英国诺丁汉大学（University of Nottingham）的科学家及乌克兰（Ukraine）的同行们说这种激光装置在计算、成像、以及反恐怖分子的安检系统具有重大的应用价值。     

超精声波束有望成隐形无创手术刀

最近，美国密歇根大学工程人员开发出一种改良的医用超声波，用涂有碳纳米管层和弹性材料的透镜将光转换为声波，能将高压声波聚焦到极精微的点上，分离一个细胞。     

超声治疗中耦合液对声聚焦影响的研究

本文推导了凹球面聚焦换能器产生的声波经耦合液进入软组织后的声场计算公式，并对不同耦合液，耦合层厚度，温度对声聚焦的影响进行了研究，得到一一些对超声热疗具有指导意义的结果。     

新型声波脉冲清灰装置

锅炉燃烧积灰很大程度上影响锅炉出力及效率,本文阐述了一种新型声波清灰装置在锅炉系统中的应用。     

炭纤维织物复合材料微结构超声成像方法

超声波在炭纤维织物复合材料中树脂囊界面声压反射系数可达 21 %,在层间界面的反射则与树脂层的厚度和声波频率有关,在缺陷界面则会产生绝对反射。研究了入射声波在织物复合材料内部树脂囊、编织纤维束和层间界面产生的声波反射信息,揭示织物复合材料内部铺层和层间界面微结构的三维分布特征。结果表明,采用高分辨率超声成像方法,可以较好地再现织物复合材料中的树脂囊和纤维束形状、取向、铺层方向及层间界面等三维分布特征,为织物复合材料提供一种有效的微结构表征和缺陷检测方法。      

Al-Si镀层热成形零件表面颜色差异性研究

目的研究加热温度、加热时间等工艺参数对Al-Si镀层材料在热成形过程中存在的表面颜色差异、镀层厚度和扩散层厚度的影响规律,及影响零件表面颜色差异的主要原因。方法在不同加热时间及加热温度条件下,对厚度为1.0 mm的新日铁Al-Si镀层材料进行热冲压试验,测量热成形零件的镀层厚度和扩散层厚度,并对典型不同颜色零件表面进行SEM及EDS分析研究。结果 Al-Si镀层热成形零件表面颜色与加热温度和加热时间存在较好的对应关系,同时镀层厚度及扩散层厚度随着加热时间的增加及加热温度的提高而增大,Al-Si镀层热成形零件表面的颜色与镀层中不同铁氧化物的混合比例存在较好的对应一致性。结论Al-Si镀层热成形零件表面颜色的状态可以间接反应镀层厚度及扩散层厚度。     

Low-power concentration and separation using temperature gradient focusing via Joule heating

We present an experimental study of temperature gradient focusing (TGF) exploiting an inherent Joule heating phenomenon. A simple variable-width PDMS device delivers rapid and repeatable focusing of model analytes using significantly lower power than conventional TGF techniques. High electric potential applied to the device induces a temperature gradient within the microchannel due to the channel's variable width, and the temperature-dependent mobility of the analytes causes focusing at a specific location. The PDMS device also shows simultaneous separation and concentration capability of a mixture of two sample analytes in less than 10 min. An experiment combining Joule heating with external heating/cooling further supports the hypothesis that temperature is indeed the dominant factor in achieving focusing with this technique.     

排气消声器性能试验台隔声罩的设计

船用柴油机排气消声器性能试验台的平均声压级可达100dB(A)以上,必须采取降噪措施。设计了一种新型装卸式隔声罩,它由新型蜂窝板结构和新型泡沫吸声材料组成。初步试验结果表明隔声罩可使试验台的平均声压级降至82dB(A)以下,具有良好的降噪性和阻燃性,安装拆卸方便,可以为其它结构的隔声设计提供一定的参考。     

超声微粒检测换能器的分析与设计

利用超声波在传播过程中遇障碍物会产生散射信号的特性进行微粒检测时,超声换能器的设计非常关键.通过对平面圆形活塞声源和凹球面聚焦声源的轴向声场分布比较分析,完成了超声微粒换能器的选型;基于一个假设的应用实例,对影响换能器性能的三个重要参数(焦距 D、晶片半径 a、和谐振频率 f)的确定原则进行了理论研究和仿真分析,给出了...     

Improvement in oxidation resistance of the intermetallic compound titanium aluminide by heat treatment under a low partial pressure oxygen atmosphere

The improvement in oxidation resistance of an intermetallic compound TiAl was investigated by means of a new type of surface treatment: heat treatment under a low partial pressure oxygen atmosphere. The specimens treated by this method showed superior oxidation resistance compared with a nickel-base superalloy Inconel 713C during cyclic heating to a temperature of 1173 K in static air. The best conditions for the heat treatment under a low partial pressure oxygen atmosphere were found to be: pressure, 6.7 X 10-³ Pa; temperature, 1273 K; time, 7.2 ks (2 h) or more. It was presumed that the excellent oxidation resistance resulting from this method is due to preferential formation of a thin, strong Al₂0₃ surface layer.     

扬声器阵列辐射声压级自动控制装置设计

针对强声波设备的使用安全性的问题，设计了一种强声波扬声器阵列辐射声压级自动控制装置，该装置通过控制功放驱动功率达到自动调节扬声器阵列输出声压级目的。硬件电路基于单片机ATmega48设计，单片机中固化了自动控制软件，结合目标距离实现对扬声器阵列辐射声压级的调节控制。将该装置加装于多个型号的强声波装置进行外场测试，结果表明，各扬声器阵列前方声压级均控制在安全范围内，因此可将其应用于强声波系统中避免强声波对非目标人员造成伤害。     

超声驻波场中固液黏附液滴悬浮分离研究

针对影响高能束内加工质量和效率关键因素,提出新的废屑排出方法。首先建立了超声驻波作用下固液分离数学模型;其次模拟了有无液滴声场分布;然后模拟并试验研究了液滴的形变及运动过程。结果表明,液滴周围的声压大于液滴内部的声压,可促使液滴收缩分离,为液滴超声悬浮分离提供理论支持;在声辐射力、表面张力、黏附力、静压等力耦合作用下,液滴发生变形驱动液滴周围的气流向中心集聚,进而实现分离,并以中央凹陷的扁平球状稳定悬浮于声波节点。     

静态破碎剂径向膨胀压测试装置研究

针对静态破碎剂膨胀压测试的试验用品无法重复利用、测试周期长的问题,设计并制造了一种重复利用率较高、安全易操作的静态破碎剂径向膨胀压测试装置。利用设计装置分别进行了常温条件及电加热条件下的膨胀压测试试验研究,并与只能在常温下进行的传统膨胀压测试试验进行对比。试验结果表明:设计装置采用电加热的方法在保证测试值效果的同时能加快静态破碎剂的反应速率,提高爆破效率,缩短测试装置测试周期。设计装置可拆卸、可电加热,为静态破碎剂膨胀压的测试提供了更高效的方法。     

A Flexible Loudspeaker Using the Movement of Liquid Metal Induced by Electrochemically Controlled Interfacial Tension

A flexible liquid metal loudspeaker (LML) is demonstrated consisting of a gallium‐based eutectic liquid metal (Galinstan) and basic aqueous electrolyte (NaOH_(aq)). The LML is driven by liquid metal motion induced by the electrochemically controlled interfacial tension of the Galinstan in NaOH_(aq) electrolyte under an applied alternating current (AC) voltage. The fabricated LML produces sound waves in the human audible frequency band with a sound pressure level of ≈40–50 dB at 1 cm from the device and exhibits mechanical stability under bending deformation with a bending radius of 3 mm. Various sounds can be generated with the LML from a single tone to piano notes and human voices. To understand the underlying mechanism of sound generation by the LML, motion analyses, sound measurements, and electrical characterization are conducted at various frequencies. For the first time, this work suggests a new type of liquid metal‐based electrochemically driven sound generator in the field of flexible acoustic devices that can be applied to future wearable electronics.     

微型静音轴承声压级测试技术

参照国外已有的滚动轴承声压级测试标准,研制了微型静音轴承的驱动及加载装置,研制了微型静音轴承声压级信号采集和分析系统,并在消音室中对618/1.5微型静音轴承进行A计权声压级测试。通过对测试结果进行分析和比较,验证该测试系统性能稳定,基本满足微型静音轴承声压级的测试要求,结果可以为微型静音轴承声压级测试技术提供有益的借鉴。