中子辐照SiC晶格肿胀及退火回复机理研究

为研究辐照缺陷产生及其热稳定性,对SiC晶体实施了不同通量中子辐照.利用高分辨X射线衍射和单晶X射线衍射研究了中子辐照6 H-SiC晶体的肿胀效应以及退火对肿胀的回复作用.研究结果表明,SiC晶体经中子辐照后产生的主要缺陷是点缺陷,中子辐照通量越大,SiC晶体肿胀效应越显著.在2.85×1024 n/m2辐照通量下,SiC晶体未出现非晶化.高温退火可使肿胀的SiC晶格回复,1450℃退火275 min晶胞参数回复至辐照前水平.退火过程晶胞体积回复符合一级反应方程,利用等温退火方法计算分析迁移能分布.实验发现不同缺陷迁移能分别对应不同退火温度阶段:0.16 eV对应200～500℃退火;0.24 eV对应600～1100℃退火;1.15 eV对应1200～1400℃退火.200～500℃温度区间主要是C的Frenkel缺陷复合;600～1100℃温度区间主要是Si的Frenkel缺陷复合;更高温度区间1200～1400℃则对应C、Si间隙原子复合.实验结论对全面掌握晶体测温技术、提高测温精度具有一定的指导意义.     

基于脉冲热流激励的戈登式热流传感器动态测试

由于薄膜热流传感器耐温上限高、体积小且响应速度快,传统方法无法满足其动态测试需求,因此提出了一种以激光器为热源的动态测试方法,该方法具有功耗低、响应速度快以及能够提供高热流等优点。设计搭建了基于高功率光纤输出半导体激光器的热流传感器动态测试系统,主要由激光器、微透镜光斑均匀化系统、热流传感器和数据采集系统组成。为了研究在不同脉冲宽度条件下传感器的时间常数的变化,选用了具有能够直接测量辐射热流、吸收全光谱范围的能量以及响应时间短等优点的戈登式热流传感器(Gardon计)对热流传感器动态测试系统进行了测试。利用系统完成了GD-B4-200K型Gardon计在脉冲热流激励信号下的动态测试,分析了5 ms、10 ms、15 ms、20 ms和30 ms脉冲宽度条件下传感器的时间常数的变化。最终得出在脉冲激励下,脉冲激励信号的脉冲宽度应小于传感器时间常数一个数量级的结论,因此需要对脉冲宽度进行严格精确的控制。未来,系统可有效解决航空、航天等诸多领域内的高速辐射热流传感器动态测试问题。     

温度对硅-蓝宝石压力传感器影响研究

针对硅-蓝宝石压力传感器在高温环境下测量精度较差的问题,以双层敏感膜片结构为基础,研究了温度对传感器的影响;通过对温度场及热应力的理论分析,证明了材料热膨胀系数不一致所产生的额外热应力,将引起测量误差;相应的ANSYS有限元仿真及实验也表明,温度效应对压力传感器的测试精度会产生较大的影响,且压力传感器的输出与温度值之间存在一定的规律。     

基于水膜耦合导波传感器的复合材料检测研究

复合材料因其具有各种优异性能而被广泛应用于航空航天领域,同时对其检测方法也提出了更高的要求。提出了基于水膜耦合导波传感器检测方法,通过理论计算与时频分析确定了水膜耦合导波传感器耦合材料、角度和频率的选择;采用SolidWorks三维建模软件完成了水膜耦合导波传感器的结构设计并加工成型;最后搭建了检测实验平台,在复合材料板上完成了水膜耦合导波传感器的测试。该方法可以有效解决检测的耦合剂使用问题,为自动化检测提供了技术支持。     

基于正交光纤光栅阵列的负载感知系统研究

为了避免在装配中夹持力过大损坏产品或太小产生滑落的问题,采用了光纤传感智能感知的方法,设计了一种基于正交光纤光栅阵列的负载感知系统。感知模块采用光纤光栅两两相互垂直的方式排布,获取夹持平面两个正交方向的横向剪切力,从而分析夹持状态。实验中采用两个5.0cm×5.0cm的橡胶块制成负载感知模块,通过仿真定量分析了不同参量对夹持控制的影响程度,得到了光纤光栅的有效长度与敏感度成正比、与空间分辨率成反比的规律。结果表明,垂向灵敏度为31.4pm/N,水平灵敏度为29.9pm/N, 该系统可实时获取被夹持物的受力变化。该结果对智能调节控制是有帮助的。     

1000~1900 K范围内TDLAS测高温标定方法设计及实验验证

针对航空发动机对燃烧尾焰温度测试的需求，开展基于吸收光谱原理的可调谐半导体激光器吸收光谱(TDLAS)测温系统研究。在实验室环境中采用辐射升温法创造高温气体恒温区，完成温度标定系统及标定流程设计。根据TDLAS测温系统1000~1900 K温度范围的温度标定，对比分析各个温度点标定过程中信噪比的变化过程，证实了标定方法的可行性。对标定过程中信噪比恶化提出修正措施。     

智能制造中的状态在线监测技术

智能制造是制造技术与信息技术的结合,并朝着自动化、集成化、信息化、绿色化的趋势发展.智能制造中的感知、分析、决策等重要环节都离不开状态监测技术.智能制造就是以信息流全局监控为基本线索,通过制造与服役过程的精确调控加以体现,而状态监测传感技术是其中的重要环节.论述了刀具磨损、数控机床健康状态、几何量、智能传动装置及油液状态等在线监测应用中的监测技术,详细介绍了其特点以及国内外的研究热点,并总结与展望了其未来的发展趋势.     

航空发动机气路碎屑静电监测传感器设计与试验

设计了一种航空发动机气路碎屑静电监测传感器.在阐述碎屑颗粒荷电机理的基础上,对该传感器感应原理进行了研究,然后在静电感应原理的基础上进行了棒状静电传感器和环状静电传感器的结构设计,为防止绝缘套管的过压崩坏,对探极与套管之间的间隙配合进行了详细计算,最后利用实验验证了所设计的静电传感器的有效性,实验结果表明:环状静电传感器可以得到比棒状静电传感器更高的检测信号输出信噪比.     

倒频谱分析法及其在齿轮箱故障诊断中的应用

分析了齿轮传动箱振动特点，介绍了倒频谱分析的定义、诊断特点及该方法在齿轮传动箱故障诊断中的独到优点，并且举出了倒频谱分析方法在齿轮及齿轮传动箱故障诊断中的应用实例。     

高温陶瓷薄膜热流传感器动态响应有限元分析

航空、航天等领域的高速发展对精密热流测量技术提出了更严苛的挑战。ITO/In₂O₃陶瓷材料相比贵金属材料有着更高的塞贝克系数,并拥有低密度和优异的高温力学性能。基于有限元仿真方法,建立了ITO/In₂O₃热电堆型薄膜热流传感器热电学仿真模型,设计了2种薄膜热流传感器结构,综合分析了热电堆在不同的热阻层分布、热阻层厚度和热流密度下的传热性能和输出动态响应变化,提出了ITO/In₂O₃薄膜热流传感器的优化设计方案。