基于刚柔耦合的提升机钢丝绳横向振动因素分析

落地式摩擦提升机在运行过程中极易产生振动现象，影响提升设备的安全。为此，以多体动力学仿真软件为载体，考虑钢丝绳的柔性特性，建立刚柔耦合的摩擦式提升机仿真模型，研究加速度与制动曲线对提升钢丝绳横向振动的影响。实验与仿真结果表明：制动阶段时不同加速度运行工况下，摩擦提升系统极易产生横向振动，矩形加速度曲线产生的横向振动更小，上行工况比下行工况钢丝绳振动剧烈。     

基于符号相干因子加权的双层介质频域 相干复合平面波成像

为同时提高双层介质下超声相干复合平面波(CPWC)成像的质量和效率,提出一种频域波束形成与符号相干因子加权(SCF)相结合的算法。提取平面波数据的相位符号,通过修正后的频域波束形成算法对其进行波场外推。利用外推后的相位符号构建SCF加权因子对波束形成后的平面波图像进行自适应加权。结果表明,经过SCF加权,时域和频域波束形成后图像中缺陷的平均半峰值宽度基本相同,分别为时域DAS的78%和75%,频域图像的信噪比高于时域5 dB左右,在提供相同分辨率和信噪比的前提下,相比于时域波束形成下的SCF加权算法,本文所提的复合算法成像效率提升4倍以上,同时兼顾较高的成像质量和较低的运算复杂度,进而形成一种适用于双层介质无损检测的高质量、低复杂度的超声相控阵成像技术。     

偏置磁场均匀性对磁致伸缩导波传感器输出特性的影响

磁致伸缩式导波检测传感器(MsS)作为一种新型的超声波检测装置可应用于管道的健康监测,但其较低的能量转换效率却限制了其进一步的应用。为提高MsS能量转换效率,从偏置磁场均匀性角度出发,分析了偏置磁场均匀性对传感器输出特性的影响。采用有限元方法分析磁化装置个数与放置方式对管道内部磁场分布状况的影响,分析表明,适当增加磁化装置个数可以有效提高偏置磁场的均匀性;同时在磁场装置个数一定时,均布的放置方式将有助于形成均匀的偏置磁场。以有限元计算结论为基础,理论推导了偏置磁场与检测效率的关系,并通过实验研究揭示了磁场分布不均匀性对MsS输出的影响。通过改善偏置磁场的均匀性可以有效地提高磁致伸缩导波传感器的检测效率。     

基于全聚焦算法的混凝土超声阵列探测成像方法

混凝土结构内含有大量的砂石、骨料以及钢筋,形成多样性的声学界面,超声在混凝土结构中的信号成分复杂,且超声能量易衰减。为了提高混凝土检测分辨率与信噪比,提出基于全聚焦算法的混凝土超声阵列检测方法。首先通过建立混凝土有限元模型,开展混凝土超声阵列仿真研究,模拟一发多收方式依次激励阵列探头,并获得检测信号;然后,为了避免噪声以及相位带来的误差,对检测信号依次进行卷积滤波、波形包络分析及信号锐化处理,获得全矩阵数据;最后,按照全聚焦算法对全矩阵数据进行处理成像,显示模型检测结果。仿真实验结果显示,与合成孔径聚焦算法比较,提出的成像算法可以取得更高的分辨率与信噪比。     

PE管对接焊缝超声波检测信号特征量提取与分析

采用超声波对PE管对接焊缝进行检测。通过对所检测缺陷波形进行分析，提取了其中8个对缺陷回波分析具有典型意义的特征量。对特征量进行主成分及回归分析，得出与主要特征量相关的线性表达式。试验结果验证了回归方程的可信度，为超声波智能检测中缺陷的判定提供了可靠的依据。     

纸浆模塑缓冲包装结构参数的稳健性分析

针对纸浆模塑缓冲包装结构参数对缓冲性能的影响程度,引入基于实验设计的稳健性实验设计方法,探讨了纸浆模塑缓冲包装结构的厚度、斜度、缓冲高度和接触边长对缓冲性能的影响程度.此研究结果为缓冲包装结构的设计提供一定参考.     

纸浆模塑结构单元的缓冲高度与缓冲性能关系研究

利用有限元分析软件，针对纸浆模塑典型结构单元建立系统力学分析模型，以纸浆模塑缓冲结构单元的静态压缩曲线为基础，研究了缓冲包装结构缓冲高度对缓冲性能的影响。研究结果，为缓冲包系统的设计提供一定参考。     

曲折线圈EMAT偏置磁场优化设计及其实验研究

针对曲折线圈电磁超声换能器(EMAT)换能效率低的问题,建立了曲折线圈EMAT检测过程有限元模型,分析了3种常见的永磁体组合方式对EMAT换能效率的影响,研究了3种组合方式下永磁体几何参数对金属试样表层偏置磁感应强度的影响规律,并给出了偏置磁场强度最大时对应的永磁体最佳几何参数。为验证仿真结果,采用3种组合形式的永磁体制作EMAT探头,并在铝板中激励0.9 MHz表面波和2 MHz斜入射偏振剪切波(SV波)。研究结果表明,当永磁体宽度为EMAT曲折线圈宽度的0.8左右时,曲折线圈EMAT换能效率最高。改进U型永磁体组合可显著提高金属试样表面的偏置磁场强度。     

磁致伸缩导波激励传感器模型及输出特性

基于MsS传感器存在较低的信噪比、在外加磁场作用下非线性力磁耦合特性造成输出特性变化等问题,从铁磁性材料非线性磁弹性耦合理论及磁致伸缩导波激励传感器模型出发,建立了磁致伸缩导波产生的动力学模型。分析了偏置磁场、激励频率及激励电流对介质质点振动幅度的影响,通过有限元仿真计算方法验证了该模型分析的有效性。以该模型为基础讨论了非线性模型与线性模型对介质质点振动位移影响,进一步说明了该模型的适用性。分析表明,在考虑频散特性的情况下,为提高磁力转换效率应选择频率较低而强度较大的激励电流,且其偏置磁场应选择在质点振幅曲线中切线斜率最大的位置。     

金属磁记忆检测在钻具评价中的应用

在钻井过程中,钻具在井下承受着复杂的交变应力的作用,经过一段时间的使用后则会产生破坏,这给钻井生产带来巨大的经济损失.因此开展钻具适用性评价方法研究不仅具有理论意义,而且有重大的实际意义.本文主要讨论的是利用无损检测技术,提出一种适合于钻井现场使用的钻具适用性评价方法,用以评价在役钻具的使用状况,检测出不能继续使用的钻具,从而有效避免井下钻具事故的发生.为此本文将磁记忆检测用于钻具的失效分析,通过理论推导与现场实验建立了钻具磁记忆检测信号与应力集中系数的实验关系.利用R.E.Peterson提出的疲劳缺口系数公式对钻具的无损评价进行了初步尝试,现场实验表明该方法对钻具的评价具有指导意义.