承压设备插入式接管角焊缝超声相控阵检测工艺

插入式接管角焊缝的特殊结构和焊缝形式,增加了常规A型超声波对其检测的难度和工艺的复杂性。针对承压设备插入式接管角焊缝容易出现的几类典型缺陷,通过CIVA软件仿真制定检测工艺,同时采用以色列ISONIC 2009相控阵设备对模拟试块进行检测,并与CIVA仿真结果进行了比对。结果表明,插入式接管角焊缝的超声相控阵检测工艺具有良好的检测效果,验证了工艺的有效性,为相控阵检测技术在插入式接管角焊缝中的推广应用提供了相关经验。     

核电主管道锻件心部裂纹缺陷性质分析

核电主管道锻造毛坯在中心棒套料加工过程中发现中心棒的一段出现裂纹,并伴有大量碎块。对中心棒及碎块金属进行化学成分分析、低倍、高倍检验和能谱分析,并采用Jmatpro对316LN钢平衡析出相进行了计算。结果表明,裂纹区域存在的大量条状和粒状α-Cr析出相导致局部塑性降低,变形不协调,在锻造过程中形成了裂纹。     

超声雾化-ICP-OES法 测定铀矿尾渣中低含量的铀和钍

建立了超声雾化-ICP-OES同时检测铀矿尾渣中低含量铀和钍的检测方法。该方法通过超声雾化进样,使样品雾化效率明显提高,提升了检测的灵敏度,对尾渣中痕量钍的测定尤为有效。该方法铀、钍的检出限可达0.00023mg·L~(-1)和0.00012mg·L~(-1),标准物质铀、钍检测的相对误差8%,相对标准偏差2%,完全满足实际工作的需要。     

内热型超声雾化溶液再生系统最优内热量的研究

基于质量守恒、能量守恒定律，建立了内热型超声雾化溶液再生系统（IH-UARS）的再生性能预测模型并进行了充分的实验验证，通过研究不同内热量下IH-UARS的再生性能及其变化规律，寻求系统所需的最佳内热量并明确其可能的影响因素。结果表明：IH-UARS系统存在最优的内热量范围，使其再生系统性能最佳；所需最优内热量随着再生溶液流量增大呈显著的对数增长，但受空气流量的影响较弱；在该研究中的标准工况下，IH-UARS所需最优内热量约为275~350 W。此外研究发现：内热量的增长有益于促进初始浓度较高的溶液进一步浓缩再生，如当IH-UARS中内热量增至800 W时，其初始浓度为36%的溶液比24%的溶液浓度增量指标改善幅度高37%。研究所得结果可对提高溶液再生性能及经济性提供积极参考。     

超声促进Ni/Sn固-液溶解行为

钎焊接头的可靠性主要由界面金属间化合物的形貌及接头微观组织决定,超声辅助钎焊过程中母材溶解行为直接影响接头可靠性。为进一步探明超声对Ni-Sn溶解行为的影响,本文采用浸入实验法对比研究了加载超声和无超声辅助下Ni在Sn中的溶解动力学,通过模拟探明了熔池中声压分布规律,观察了Ni-Sn界面微观组织。上述研究表明,超声作用10 s Ni丝的溶解量与不加超声保温5 min的溶解量相当,表明超声能促进Ni在熔融Sn钎料中的溶解。无超声辅助时,随着保温时间的增加,Ni-Sn界面金属间化合物逐渐增厚,阻碍了Ni与Sn 之间的相互扩散；而在超声空化作用下,Ni-Sn界面处于动态非平衡状态,能促进Ni在液态Sn中不断溶解；同时,在声流作用下界面Ni原子快速迁移至Sn中,在随后的冷却过程中析出大量细长棒状的Ni₃Sn₄金属间化合物。     

宽频带梯形叉指式换能器优化设计及应用

由声表面波（Surface Acoustic Wave）器件发展而来的叉指换能器（Interdigital Transducer，IDT）由于其工作频率可以设计、频带宽可调、损耗低等特点逐步应用于结构健康监测（Structural Health Monitoring，SHM）系统中，因此在智能材料与结构中有着广泛的应用前景。本文针对现有矩形IDT带宽窄的不足，研究宽频带梯形叉指换能器（Trapezoidal Interdigital Transducer，TIDT）。采用有限元分析方法对TIDT的尺寸进行结构优化设计，并对设计的TIDT进行性能测试，通过实验研究了TIDT用于结构损伤检测的初步应用。实验结果表明，TIDT在实际应用中进一步提高了损伤识别精度，具有广泛的应用前景。     

用于嵌入系统的超声电机驱动设计

为了在嵌入式控制系统中充分利用超声电机特有功能,对超声电机的驱动原理进行了研究,在分析了超声电机的驱动控制原理的基础上,提出了一种基于单片机控制超声电机的软硬件控制实现方法。利用单片机输出数字量作为控制信号,通过串行输入并行输出芯片扩展后,输出到超声电机驱动器,实现超声电机启动/停止/正反转的功能;通过扩展单片机数模转换,将单片机控制超声电机速度的数字信号转换为电压信号,实现超声电机的速度控制功能;利用运行脉冲宽度控制实现超声电机的位置控制功能,并将光电编码器实现超声电机的反馈,最后通过试验验证了单片机系统实现超声电机驱动设计。     

超声滚压参数对18CrNiMo7-6齿轮钢表面性能的影响

目的研究在不同加工参数下,对18CrNiMo7-6齿轮钢进行超声滚压加工后表层质量的变化,并得出其显著性顺序。建立表面粗糙度的解析模型,研究进给量、滚压次数和初始表面粗糙度对表面质量的影响,并与试验结果作对比。方法采用车刀将固定在车床卡盘上的18CrNiMo7-6齿轮钢棒状材料的端面进行精车后,采用超声滚压试验装置对精车后端面进行加工处理。采用三维形貌测量仪等专用设备,对加工完成后的试样表面表面粗糙度、表层显微硬度、表面二维形貌和表层残余应力等进行检测,然后利用正交试验,寻找对试样表面粗糙度影响的显著性因素,建立表面粗糙度的解析模型,对比试验数据和解析模型数据,研究超声滚压对表面粗糙度、表面二维形貌、表层显微硬度和表层残余应力的影响。结果得到的显著性顺序为进给量、主轴转速、次数、振幅、静压力,并且前述给出的粗糙度解析模型可以较好地预测超声滚压后的表面粗糙度,计算得到的理论数据与试验数据较为接近。试样表面的粗糙度Ra由车削加工的3.003μm减小为0.468μm,齿轮钢表层形成了明显的加工硬化层,其深度约为260μm;表层显微硬度从未处理的360.9HV升至417.6HV,比率为15.7%;表层内形成了勺形分布的残余应力,在距离表层60μm处,最大残余压应力形成,为–790.97 MPa,残余压应力层深度达到了800μm。结论超声滚压加工可以显著提高18CrNiMo7-6齿轮钢试样的表面性能,其中以滚压进给量的影响最为显著。