超声红外热波技术的研究现状

超声红外热波技术是一种新型无损检测技术,对金属试件疲劳裂纹、复合材料冲击损伤等缺陷具有良好的检测效果。简述了超声红外热波检测技术的基本原理及特点,然后从试验研究、理论研究和缺陷识别等方面归纳了该技术的国内外研究现状,最后针对现有研究中存在的不足,指出了相应的对策与建议。     

喷嘴内壁压力分布的研究

喷嘴是能量转换部件,其效率直接影响航行器的总体性能,如续航能力、航速等.根据喷嘴内部等压面的特征,运用量守恒定理,建立喷嘴内壁面压力分布模型.对两种喷嘴(圆柱、圆锥)内壁面压力分布进行仿真与试验研究.比较分析模型、仿真和试验的结果.因结果可知:①内壁面压力分布在接近喷嘴时急剧下降,且随孔径的增加,壁面压力变化率减小;②...     

基于小波相关排列熵的轴承早期故障诊断技术

针对机械系统早期故障诊断困难的问题,引入滤波效果良好的小波相关滤波法(Wavelet transform correlation filter,WTCF)和对信号微弱变化特征敏感的排列熵算法,定义一种新的小波相关排列熵(Wavelet correlation permutation entropy,WCPE)的概念,并提出基于WCPE的特征提取方法。对采集到的设备振动信号进行WTCF处理,得到信噪比较高的各层小波系数,在此基础上计算小波系数的排列熵复杂度,构造信号沿各小波分解层分布的WCPE特征矢量,并据此分析振动信号的微弱变化。通过对滚动轴承全寿命振动数据的分析,证明基于WCPE提取的信号特征不但能够准确表征轴承由正常状态到故障状态的详细变化过程,还能及时检测出轴承的早期故障。对比小波熵及小波相关特征尺度熵等其他早期故障诊断方法,该方法可显著提前滚动轴承早期故障的检出时间。     

某型坦克液压助力装置油液监测研究

随着液压助力系统在新装备中的应用,液压油的污染问题逐步成为装备油液监测与分析的重要内容。通过液压油的污染监测可以反映液压系统的磨损状态和污染情况,论文采集了7辆使用了不同摩托小时的某型坦克液压助力系统的油液,应用光谱仪和便携式油质分析仪(portable oil diagnostic system,PODS)进行了颗粒浓度的分析与比较。结果发现Fe元素(来自油缸-活塞摩擦副)的含量基本随着使用时间的增加而逐渐增加,外来污染如硅元素的含量则与装备本身的日常维护好坏关系密切。总体看来光谱分析和污染度分析可以反映该系统的磨损程度和污染程度,可为装备在用油的使用维护与更换提供数据和技术支持。     

超声红外热像中激励源位置对裂纹生热的影响

超声红外热像技术是一种新型无损检测技术,裂纹生热效果直接决定了裂纹的可检测性,而激励源位置是影响裂纹生热的因素之一。针对激励源位置对裂纹生热影响不清楚的问题,建立了超声换能器与被测金属平板的有限元模型,并搭建了超声红外热像检测系统;研究了不同激励源位置时裂纹的生热特性;并利用等效摩擦力、等效速度以及等效热流进行了有效验证。研究表明:当激励源位于裂纹面正下方时,由于裂纹面两侧振动同步,裂纹生热效果将受到抑制;而随着激励源位置向两侧移动,裂纹生热呈现出先波动上升后波动下降的趋势,而且预紧力越大波动越剧烈。研究成果有效地揭示了激励源位置对裂纹生热的影响规律,为超声红外热像技术的检测优化奠定了理论基础。     

超声红外热像检测条件的优化方法研究

在超声红外热像检测中,激励强度、激励时间和工具杆与被测对象之间的预紧力等检测条件是影响缺陷热信号的重要因素。实验和仿真分析表明:激励时间和激励强度的增加将使裂纹生热增强,而预紧力的增加却使得裂纹生热呈现先增强后减弱的趋势,且检测条件对裂纹生热存在交互影响;另外,不恰当的检测条件将导致超声激励系统报警。基于检测条件对裂纹热信号和报警数据的影响分析,文中提出了采用多元非线性回归模型和Logistic回归模型以估算特定检测条件下裂纹检出概率和检测报警概率,最终确定了检测条件的选择范围。上述检测条件的优化方法能够为超声红外热像检测技术中检测方案的制定提供理论指导。     

超声红外热像检测中疲劳裂纹的检出概率模型研究

超声红外热像检测技术的可靠性研究具有重要意义,特定检测条件下不同缺陷的检出概率是衡量检测可靠性的根本方法。文中制作了一系列含疲劳裂纹的45钢试件,实验结果表明:当检测条件确定时,裂纹区域响应热信号随着裂纹尺寸的增大而增强,响应热信号的对数与裂纹尺寸大体上呈线性关系。基于超声红外热像检测数据的统计特征,确定了回归分析模型中变量的形式,采用极大似然估计和Wald法分别给出了检出概率曲线的参数及其置信区间。研究成果能够为评价超声红外热像技术中检测可靠性提供量化依据。     

基于模糊层次分析的装甲车辆PHM系统性能评估

针对装甲车辆PHM系统性能水平难以度量的问题,采用模糊层次分析法对装甲车辆PHM系统的性能进行评估,该方法在专家知识和经验的基础上增加了模糊数学的理论,评估结果更加科学可靠;首先通过深入研究装甲车辆PHM系统的应用现状和影响因素,建立装甲车辆PHM系统性能度量指标体系,然后采用多层次交互式层次分析法确定指标权重,最后采用模糊综合评判分析计算8套装甲车辆PHM系统性能状态;综合评价结果表明,不但有效地区分了不同装甲车辆PHM系统性能的优劣,同时还为装甲车辆PHM系统的研究与改进提供了参考方向.     

基于遗传算法的材料特性参数的辨识

为了得到一个相对精确的材料特性参数,引入遗传算法(GA)到有限元模型更新的应用中,以一个简单的转轴模型为例,以模态实验得到的固有频率数据和模型输出数据之间的误差建立遗传算法的目标函数,以材料的特性参数为更新参数,对该转轴的有限元模型进行了修正,辨识出了材料的特性参数.然后通过比较由修正后的模型计算得到的频率响应函数(FRF)和模态实验得到的FRF,检验了基于GA辨识的有效性.最后比较了模型计算得到的固有频率、FRF和模态实验,结果表明吻合性非常好.     

喷涂层下基体疲劳裂纹的超声红外热成像检测

目的 验证一种喷涂层下基体疲劳裂纹红外热成像识别方法。方法 综合采用理论分析、数值模拟和试验研究相结合的方法,基于热波传导理论分析超声波激励下基体裂纹产生的热波与喷涂层裂纹产生的同频率热波,在向涂层表面传播过程中发生的叠加干涉效应,以及由此导致的表面热波相位偏移现象。采用数值模拟手段研究涂层裂纹热波与基体裂纹热波之间的叠加干涉规律,开展喷涂层下基体疲劳裂纹的超声红外热成像检测试验验证该方法的有效性。结果 受到脉冲超声波激励后,基体裂纹与涂层裂纹产生的热波向表面传导过程中会发生叠加干涉效应,并导致涂层表面热波相位发生偏移,低频热波相位偏移现象比高频热波更加明显。结论 采用涂层表面热波相位特征识别涂层下基体中的疲劳裂纹是一种可行且高效的方法。