连续能谱X-CT投影仿真算法

针对X射线的能谱分布、量子解释以及模体材料对X射线的衰减特性,提出了基于射线强度衰减的连续能谱投影仿真算法。该算法首先将连续X射线谱离散成若干个相邻的窄束能谱,同时为了更逼真地反映连续X射线谱,采用分段曲线拟合的方法拟合每段窄束能谱上的能谱函数以及在该段上衰减系数关于射线能量的函数,再根据多色射线的衰减规律进行投影仿真,最后进行融合,得到连续能谱X-CT的投影数据。对该算法得到的投影进行CT重建,显示了预期的射束硬化效果,逼真地仿真了实际CT系统的投影过程。     

X射线在钢板中的衰减规律试验研究

在管电压和管电流不同的条件下,测量穿透不同厚度钢板后的剂量率,并利用original软件来对不同情况下测得的结果进行曲线拟合。试验结果表明：X射线在穿过物体过程中的衰减规律符合连续谱射线在物体中的衰减规律;管电压相同,随着管电流的增大各块钢板中的平均线衰减系数几乎不变;管电流相同,随着管电压的增大各块钢板中的平均线衰减系数减小;穿透相同钢板厚度时,随着管电流或管电压增大剂量率也增大;散射射线在X射线没有穿透物体时对剂量率的影响比较明显。     

射线照相检验中X射线强度衰减的数值分析

应用Kulenkampff的射线强度经验公式,对工业射线照相检测中的X射线连续谱强度及衰减特性提出了一种理论近似算法。以钢材为例,应用Newton-Cotes梯形数值计算方法,结合Matlab软件模拟计算,得到了不同能量的X射线的相对强度随材料厚度变化的吸收曲线,以及平均衰减系数、半值层及其变化曲线,并与射线强度衰减理论相符。通过在T=0时与解析计算结果比较,该计算方法偏差3%,能满足射线检测技术的需要。研究结果表明,所采用的近似算法具有普适性和实用性,在射线照相检测过程中可以对各种材料的X射线衰减特性进行有效的理论分析。     

射线Ⅲ级人员补充专题讲座

第1专题射线衰减规律1．1射线衰减基本规律当X射线或γ射线射人物体时，其光量子将与物质发生复杂的相互作用，主要的相互作用是光电效应、康普顿效应、电子对效应和瑞利散射，主要相互作用与射线能量、物质原子序数的关系如图1─1所示。由于这些相互作用，使从物体透射的射线强度低于入射射线强度，这称为射线强度发生了衰减。在上述四种相互作用中，入射光量子的能量一部分转移到能量或方向改变了的光量子那里，一部分转移到与之相互作用的电子或产生的电子那里。电子将继续与原子发生相互作用，转移到电子的能量主要损失在物体之中。前…     

宽X射线衍射线的多项式拟合移动平滑

X射线衍射线常用多项式拟合移动平滑方法进行处理。讨论了拟合点数对于具有较大半高宽的X射线衍射线的平滑效果的影响，给出了计算最佳拟合点数的经验公式。用实例说明，较阻容(RC)平滑，如果拟合点数选择合理，采用二项式拟合移动平滑可使衍射线的失真大幅度减小，因而可以大幅度提高峰位角和半高宽等衍射线参量计算结果的可靠性。     

X射线检测光纤缠绕缺陷及衰减系数分析

利用X射线对光纤缠绕线包进行检测。通过对传统射线仪拍摄的图片进行分析,验证了X射线检测光纤缠绕缺陷的可行性,并提出了具体检测方案。对单层光纤进行扫描检测,得出单层光纤的衰减情况：当入射光子波长为0．154nm时,单层光纤衰减系数为4．7／mm,其衰减周期为轴对称分布,且光纤中心对射线的衰减并不是最大的,最大衰减介于光纤边缘和中心之间。试验研究结果对光纤缠绕缺陷测试诊断系统的研制提供了理论及试验依据。     

曝光曲线计算法及曝光量估算

从射线衰减方程出发，推导了曝光曲线计算方法，并与曲线拟合方法得到的公式进行比较，两者结果相近。再用一台在役X射线探伤仪曝光曲线与计算法所得结果比较，误差较小，印证了该计算方法的可行性。在此基础上，给出现场射线探伤工件厚度变化时曝光量的估算方法。曝光曲线计算法大大减少了常规制作曝光量曲线的工作量，并对现场射线探伤有一定的指导意义。     

第一讲射线照相检验技术的基础

1　射线分类和射线衰减规律1 .1　概述射线按其产生和特点常分为二类 :电磁辐射和粒子辐射。虽然 X射线、γ射线产生的机制不同 ,能量也可以不同 ,但它们的量子都是光量子 (光子 ) ,都是电磁辐射。而 α粒子、电子、中子和质子等都是粒子辐射。电磁辐射通过光量子和物质相互作用。光量子不带电 ,在与物质相互作用过程中 ,光量子的能量转移给物质原子的电子或转化为其它粒子。在与物质原子的一次碰撞中 ,损失其大部分能量或全部能量。在穿过物质时 ,其强度按指数规律减弱。对一定能区的电磁辐射 ,与物质的相互作用主要有光电效应、康普顿效…     

具有择优取向性的基材表面的薄膜厚度的X射线衍射测量修正

根据薄膜对X射线的吸收效应,利用X射线衍射方法可测量出多晶基材表面的薄膜厚度。但试验结果显示,基材的择优取向效应对薄膜厚度的测量影响显著。根据理论分析,提出了择优取向修正方法。在对X射线衍射数据进行择优取向修正后,利用最小二乘法对修正后的数据进行拟合。拟合结果显示,该方法可以有效地对基材的择优取向效应进行修正,从而获得较为准确的薄膜厚度值。     

射线检测在复合材料无损检测中的应用

随着新型复合材料的迅速开发和应用，其制造过程监测、产品缺陷检测及质量评价等已成为不可缺少的环节。射线检测技术在复合材料无损评价中占有极其重要的地位。对现有的主要射线检测方法，包括X射线照相法、X射线实时成像法、射线计算机断层扫描法、射线断层形貌成像法、康普顿散射法及中子照相法等在复合材料质量评价中的应用状况进行了简要的评述，并指出复合材料射线检测的发展趋势。     

爆炸焊接两板间距上限法则分析与试验

为了研究两板间距参数与装药厚度之间的关系及其对爆炸焊接界面质量的影响规律,通过分析复板在基复板间距内运动规律,建立与间距相关的复板运动模型,进而确立了复板运动速度与间距之间的变化规律,提出爆炸焊接两板间距参数应遵循上限法则. 根据该间距上限法则,对304/Q235B进行了四组爆炸焊接间距试验以及相应的微观界面测试. 结果表明,上限间距参数不仅能获得良好的焊接界面,而且由于能充分利用炸药的能量而使得所用的装药厚度降到最低.     

飞行平台罩爆炸拉深实验研究及数值模拟

在简单介绍爆炸拉深基本原理的基础上应用ANSYS软件中的LS-DYNA模块,对具有复杂曲面的航天飞行平台罩建立了显性动力学弹塑性力学模型,并做了相应简化后,成功地进行了爆炸拉深成形过程的有限元数值模拟,获得了爆炸变形过程中不同时刻的应力、应变分布规律,以及变形过程中的危险截面等重要结果.该模拟结果与实验结果基本一致,对制定工艺参数、改进模具结构和坯料尺寸提供了重要依据.     

爆炸焊接最小作用量原理分析

最小作用量原理是自然界的一条基本法则,也是物理学的最后规律.通过爆炸焊接的理论分析、界面测试和生产实践发现,爆炸焊接过程也遵循物理学"最小作用量原理",即以最小的装药量获得最佳的焊接界面.在复板和基板发生非弹性碰撞直至结合这一力学过程中,其"作用量"可认为是"复板和基板的结合能量".为了使界面结合能量为最小,在选取爆炸焊接工艺参数时,需遵循"装药厚度下限法则"和"基复板间隙上限法则"等原则,并优选"最低临界爆炸速度炸药",即可实现爆炸焊接过程"最小作用量原理",从而使爆炸焊接界面状态达到最佳.     

爆炸焊接装药厚度可焊性窗口

通过X射线观测爆炸焊接复板的运动姿态,得出了爆轰载荷与复板的作用过程,从而提出了在爆炸焊接过程中"爆轰载荷产生的复板的最大弯矩必须大于复板材料在其动态屈服极限时的弯矩而小于其在动态抗拉极限时的弯矩,才能实现成功爆炸焊接"这一新观点,并由此得出了爆炸焊接装药厚度的上限和下限,此即为爆炸焊接装药厚度可焊性窗口.在此基础上,...     

Exponential decay law of acoustic emission and microseismic activities caused by disturbances associated with multilevel loading and mining blast

To investigate decay law of acoustic emission and microseismic activities caused by disturbances associated with multilevel loading and mining blast, a new exponential decay (ED) law was proposed. The results show that the micro-fracture activity decay law after multistage stress loading and blasting disturbance conforms to the ED model, in which the sum of A and n represents the number of initial micro-fracture events, and n represents the level of background micro-fracture events. The ED model can describe the number of initial micro-fracture events with a deviation less than 10%. The ED model outperforms the traditional aftershock models in describing the micro-fracture event decay law in the three cases considered. The ED model can provide a reference for selecting the blasting interval in mines, which is of great significance to maintain the stability of the surrounding rock and ensure safe production in metal mines.     

采用自约束结构炸药的铜/钢爆炸焊接

为了提高爆炸能量的利用率,减少焊接药量,提出采用自约束结构炸药进行爆炸焊接。采用T2铜板和Q345钢板分别作为复板和基板,通过理论计算得到T2/Q345爆炸焊接窗口。采用双层蜂窝结构炸药作为自约束结构焊接炸药,对T2铜与Q345钢的爆炸焊接进行了试验研究。通过力学性能测试和显微组织观察,研究了T2/Q345复合板的结合性能。结果表明：与爆速为2505和3512 m·s^-1的单层炸药相比,T2/Q345复合板爆炸焊接采用的双层蜂窝结构炸药量分别减少了54.4%和31.4%;随着传播距离的增加,复合板的结合界面由直线结合向波状结合转变。复合板的抗拉剪切强度为237.0 MPa,满足T2/Q345复合板的结合强度要求。爆炸产生的硬化发生在结合界面附近,采用双层蜂窝结构炸药爆炸焊接得到的T2/Q345复合板具有良好的结合性能。     

304不锈钢/Q235钢的多层爆炸焊接

为解决传统爆炸焊接中能量利用率和工作效率较低的问题,提出了一种多层爆炸焊接新方法.以五层爆炸焊接为例,304不锈钢板和Q235钢板分别作为复板和基板,进行了多层爆炸焊接和传统单层爆炸焊接的对比试验,并对爆炸焊接窗口和复板碰撞速度进行了理论计算. 结果表明,与传统爆炸焊接技术相比,五层爆炸焊接中可节省炸药量63%,并且五层爆炸焊接技术通过一次爆炸作业可获得五块焊接板,有利于提高爆炸焊接作业的工作效率. 此外,得到了304不锈钢和Q235钢的爆炸焊接窗口并对结合质量进行了预测,试验和预测结果吻合良好.     

Portable pulsed electronic digital X-ray imager

A portable, pulsed electronic digital X-ray imaging device has been developed. The system is intended to be used in explosive ordnance disposal, police and customs baggage inspection and nondestructive testing (NDT). Image acquisition is performed by a charge-coupled-device (CCD) imaging sensors which view the output of an X-ray scintillation screen via an optical system. The construction of the system, its specifications, and test results are presented.     

Study on weldability window and interface morphology of steel tube and tungsten alloy rod welded by explosive welding

The explosive welding of the axisymmetric 30CrMnSi tube and tungsten alloy rod was studied. Through theoretical analysis, the weldability window of these two metals was obtained, which could enable the prediction of the welding interface morphology under different explosive conditions. The explosive welding tests under different explosive loading conditions were carried out and 30CrMnSi/tungsten alloy composite rods were obtained. Analytical investigations of the microstructure, hardness, and composition of the samples were performed. The results showed that 30CrMnSi steel tubes and tungsten alloy rods could be successfully welded together. The welding interfaces of composite rods obtained under different explosive loads had different morphological characteristics. With the increase in the explosive load, the welding interface transforms from a straight interface to a corrugated one and even forms a melting transition zone at the interface. The chemical compositions of the transition zone showed that the region consists of two kinds of welded materials. It indicated that the temperature at the interface during the welding process exceeded the melting temperature of the tungsten alloy, and both of the welded materials generated melting phenomena.     

不锈钢/普碳钢双面爆炸复合的数值模拟

为了提高能量的利用率，使用双面爆炸焊接装置可以一次性得到两块复合板. 借助LS-DYNA软件与光滑粒子流体动力学，采用SPH-FEM耦合算法，选取厚度为3 mm的304不锈钢、16 mm的Q235钢和乳化炸药，对不锈钢/普碳钢的双面爆炸焊接试验做了三维数值模拟，计算并建立了爆炸焊接窗口. 对模拟过程中的复板竖向位移、碰撞压力和碰撞速度进行了分析，并将模拟得到的结果与试验结果进行了比较. 模拟结果表明，7 mm药厚下复合质量较好，而10 mm药厚下可能会由于碰撞能量过大导致焊接失效，模拟与试验结果一致性较好. 引入了Gurney公式对试验结果进行预测，计算结果显示:Gurney公式的预测结果与试验结果吻合较好，表明了SPH-FEM耦合算法与Gurney公式用于不锈钢/普碳钢双面爆炸焊接的有效性.