声学法测量复合绝缘子弹性常数

提出了一种实用的声学法测量复合材料弹性常数的方法.依据复合材料中声波速度与材料弹性常数之间的本构关系,测量不同传播方向的少数几个声速,就可以得到其弹性常数矩阵.以复合绝缘子为测量样品,为提高测量横波的精度,根据超声波在边界上的波型转换条件,使用常规纵波探头对由掠入射纵波产生的横波进行测量.     

熔池目标特性的伪色温测量方法

基于比色测温原理，提出以“伪色温”数值分布描述熔池区域红外辐射的方法，通过模拟和弧焊实验，发现了与接缝位置，熔宽和背面熔透状态相关的特征值分布区间，该方法对于弧焊过程中焊缝的自动跟踪和焊缝成形参数控制具有重要的应用前景。     

整体涡轮界面缺陷相控阵检测定位方法研究

在对镶铸双金属涡轮结合层缺陷进行超声检测时,由于结合层几何结构近似垂直于底面、涡轮材料高衰减特性导致侧壁反射能量低等原因,收发分置式相控阵检测方法成为最佳选择。针对此类结合层缺陷采用的收发分置相控阵方法,首先根据涡轮结构建立二维声线模型并依此建立聚焦深度与阵元时延关系;其次在接收端接收数据后提出一种基于OCOG算法的缺陷定位方法,以缺陷波重心与直达波等效前沿之间的声程差作为定位依据,通过事先拟合的声程差-缺陷位置函数求解缺陷位置;最后对缺陷位置进行成像显示。试验结果表明,收发分置式相控阵检测方法可有效识别双金属涡轮结合层缺陷,采用基于OCOG算法的缺陷定位方法精度高。     

基于板材超声散射方法的研究

对于板材焊接接头常用的超声检测方法是脉冲反射法,而超声反射法对于一些垂直于入射面的面状缺陷难于检出,并且上下表面的缺陷有一定的盲区。基于这些局限性,研究超声散射法能够很好的解决。由于超声束近似球面散射,提出一种散射模型为斜发直收同侧。试验证明,采用这种方法能够容易识别垂直于入射面的面状缺陷。     

毛面球墨铸铁件的专用超声换能器制作及成像检测

针对球墨铸铁件的特点,专门制作了曲面水浸聚焦探头,对探头性能进行了测试,利用超声特征成像系统,对球墨铸铁件进行了超声成像检测研究.实验证实:探头的聚焦特性对缺陷的检出有很大的影响;此聚焦探头对球墨铸铁件缺陷的检出有很好的应用,有利于缺陷的检出.     

复合材料层状薄板超声特征扫描成像检测

传统超声B扫描和C扫描成像方法不能满足复合材料的检测需求。简要介绍了超声特征扫描(F扫描)成像方法的原理、扫描系统的设计和聚焦探头的制作等。F扫描是以波形上升时间、下降时间、脉冲周期和频谱特性等波形特征或缺陷类型、形状和大小等缺陷特征为特征量进行信号提取和重构并最终成像的方法。试验样件为2 mm厚的复合层状薄板,在板中距上表面0.6和1.4 mm处的两层结合层中分别制作了三个最小直径为1.2 mm的分层缺陷。试验表明,设计的超声特征扫描系统可采用幅度成像、深度成像和底波成像方法成功检测出预制缺陷,并且可实现层析成像功能,还可用于层状薄板的密度和硬质合金的厚度成像,具有强大的功能和多种材料分析用途。     

相控阵线阵换能器的三维成像方法研究

随着现代工业的发展,由于传统的二维超声成像检测反映的缺陷空间信息过于片面,已经不满足实际的检测需求。因此,超声三维成像检测技术应运而生。超声三维成像技术包括丰富的缺陷空间信息,对工件的无损评价有实质性的帮助。该研究借助可视化工具包（VTK）绘制平台,采用编码器触发的一维线阵换能器对工件进行全覆盖式扫查,将每个截面的相控阵线阵换能器扫查所得的A扫波形信号进行横向排列处理,绘制出各个截面的B扫图像。提出了最临近插值绘制法,将各个截面的B扫图像进行堆叠,重构工件的三维图像。通过对试块的三维成像结果表明,该成像方法能准确地反映缺陷的空间信息。     

RTM碳纤维复合材料宏观缺陷超声表征及分析

以RTM碳纤维复合材料为研究对象,通过超声特征扫描成像系统对大量试样进行检测,由理论可知,超声波的反射特性会随着宏观缺陷类型的不同而不同。首先从理论上分析各缺陷的反射特性,然后找出不同的宏观自然缺陷,归纳总结各种缺陷对应的图像特点,再采取破坏方法对试样进行切割、打磨,通过显微镜观察不同缺陷形貌特征。结果表明,超声特征扫描成像系统可以检测并分辨出不同的宏观缺陷,通过观察缺陷金相图可知不同类型缺陷形貌特征也各不相同,为RTM碳纤维复合材料宏观缺陷检测及形貌研究提供了一种可行方案。     

RTM玻璃纤维/E51环氧树脂复合材料孔隙含量对超声特征参数的影响

在0.1~0.35 MPa的树脂注射压力条件下,制备了孔隙含量不同的玻璃纤维连续毡/E51环氧树脂的树脂传递模塑（RTM）工艺试件,采用超声法、金相法和密度烧失法测量试件的孔隙含量。讨论了孔隙含量随树脂注射压力变化以及孔隙含量对RTM玻璃纤维/环氧树脂复合材料超声参数和力学性能的影响规律。结果表明,树脂注射压力的变化对孔隙含量产生明显影响,注射压力由0.1 MPa增加到0.35 MPa过程中,玻璃纤维连续毡/E51环氧树脂复合材料的孔隙含量从9.95%减小至3.73%。超声特征参数随孔隙含量的增加呈近于线性递增,尤其是超声非线性特征参数的变化更加明显,超声特征参数的变化可评价复合材料孔隙含量。     

背散射技术对缠绕复合材料均匀性的表征

通过对纤维缠绕成型复合材料声学特性的研究,针对常规超声底波法检测该材料的困难,提出了一种利用超声背向散射信号表征材料均匀性的无损检测方法。通过大功率超声脉冲反射法提取玻璃纤维缠绕复合材料试块多个区域的回波信号,引入超声背向散射积分作为参数对背向散射信号进行时域和频域的分析,最后利用超声非线性系数对其表征效果进行验证。结果表明:时域背向散射积分对缺陷的敏感性高于频域积分、低于超声非线性系数,背向散射积分是有效、准确评价材料内部质量均匀性的参数。