低强度锚固体养护时间和频率对导波速度的影响

组装了一套超声导波无损检测系统.制作了两个长度为1 m,28 d锚固体单轴抗压强度分别为4.36 MPa和4.69 MPa的全锚锚杆.利用该系统对这两个锚杆在各个养护期,从40～100 kHz的超声导波速度进行了测试,以研究水泥砂浆的养护期和导波频率对波速的影响.研究结果表明,在测试频率范围内,低强度锚固锚杆中导波速度随频率的增加而增加,在试件1和试件2中分别增加了10.1%和8.2%;水泥砂浆的养护期对导波速度影响也很大,尤其在养护初期速度随时间的增加而明显下降,最大降幅达29.4%(养护第7天),但在中后期波速变化不太明显,只有略微上升.试验结果与理论分析相吻合.     

管道导波检测中传感器数量和频率特性研究

为了有效地检测管道缺陷,使用PZT传感器在管道中激励并接收超声导波,采用轴对称激励接收的方法,通过多组实验研究了导波在一定频率范围内管道端部与缺陷的第1次反射回波的幅值大小与频率之间的关系,分析了传感器中探头个数对信号大小的影响,确定了激励导波的最佳频率范围.实验表明,反射回波幅值的大小与传感器的固有特性有关,有缺陷管道检测与无缺陷管道检测的最佳实验频率一致,可以考虑以无缺陷管道的最佳实验频率作为频率选择的参考.     

自由锚杆纵向超声导波特性理论计算与试验研究

基于超声导波技术的锚杆无损检测对保障工程安全具有重要意义。利用解析勒让德多项式方法研究自由锚杆纵向超声导波传播和衰减特性,该方法克服了传统勒让德多项式方法因含有大量数值积分计算致使求解时间长的问题,计算效率得到极大提高。计算钢杆的纵向导波群速度和衰减,与已有文献结果比较,证明此方法的正确性;与传统多项式方法对比,揭示此方法的高效性。通过试验研究自由锚杆导波传播特性,测得导波群速度值,与理论结果进行比较。结果表明：自由锚杆L(0,3)-L(0,10)模态下的衰减最小值和群速度最大值均随模态阶数增大而增大,且衰减最小值与群速度最大值在同一频率处。导波衰减值与回波振幅之间存在对应关系,衰减值越小,端面回波幅值越大。     

超声纵向导波进行管道裂纹检测的数值模拟

简述了空心圆管中超声导波的基本理论,用有限元程序ANSYS对管道超声纵向导波裂纹检测进行了数值模拟.管道模型中,以删除单元模拟管道周向裂纹,通过对管道一端端部周向各节点施加经Hanning窗调制的10周期纵向单音频叠加信号,模拟纵向入射应力波,同端接收反射应力波,对含单、双裂纹的管道模型进行了数值模拟,通过裂纹反射波到达时间,可准确地判断出单、双裂纹所在位置,并对模拟结果进行了频谱分析,频域信号显示出管道中存在裂纹时幅值和频率成分的显著变化.     

基于横波直探头的管道缺陷周向导波检测技术

围绕厚壁管道的检测问题,基于横波直探头激励周向导波检测管道典型缺陷,通过改变横波直探头的布置方向激励出不同的周向导波模态,克服了柱面纵向导波对于轴向缺陷不敏感的问题,有效提升了检测效率.将横波直探头沿管道轴向方向进行移动,可实现管道周向的扫描检测,表明横波直探头用于检测管道缺陷时指向性良好,为管道轴向缺陷无损检测提供了方法.     

基于最优时间的超声检测轨迹规划

为提高实体曲面工件超声自动化测量中曲面特征选取效率与探头的平稳性,对五自由度超声检测臂的终端探头从初始位姿到目标位姿进行最优轨迹规划.利用D-H表示法和牛顿-欧拉递推方法,分别建立超声检测臂运动学和动力学模型,以时间为参数,采用五次多项式对探头的初始位姿与目标位姿之间的运行轨迹进行拟合,以轨迹时间最短为目标,运用黄金分割法来寻找各关节的最大速度、加速度和驱动力（矩）约束下的最优轨迹.该方法符合实际工程应用要求,提高了探头运行平滑性和检测效率.     

基于导波的圆管横向裂纹检测的数值模拟与试验

研究圆管上的超声导波的裂纹几何尺寸与回波反射特征间的映射关系.首先,建立5组周向角度与径向深度的裂纹管道的有限元仿真模型,用脉冲-回波的方法模拟L(0,2)模态波对管道横向裂纹进行检测,提取其裂纹反射系数特征值;其次,搭建导波检测系统,加工3组周向裂纹的圆管试样,分别用单探头与4个探头进行裂纹检测试验.分析表明:试验与仿真分析得到缺陷尺寸对反射系数的影响趋势吻合;能够检测到1m以外的裂纹,轴向定位误差小于10%;裂纹回波的反射系数随着损伤程度的增大而增大.本研究为基于导波对管道横向裂纹的定位与识别提供了参考.     

基于二次谐波的对称波纹板早期损伤检测

为方便利用非线性兰姆波二次谐波分量进行对称波纹板的早期损伤无损健康检测,基于二次材料弱非线性,建立非线性兰姆波二次谐波结构准相位匹配理论。以结构准相位匹配理论为指导,依据波纹板的空间周期和平均厚度,选择超声波检测基波频率,确定接收探头的空间分布规律。以经过汉宁窗调制的中心频率为500 kHz的短脉冲激励为例,建立仿真模型,验证对称波纹板结构准相位匹配理论,实施对称波纹板材结构早期损伤超声无损健康检测。理论仿真结果与分析讨论表明,通过结构准相位匹配,对称波纹板非线性兰姆波二次谐波分量具有更长的累积距离,可从基波获得更多的能量,可有效实施基于非线性兰姆波二次谐波分量的波纹板结构早期损伤超声无损健康检测。     

克拉玛依油砂超声波分离技术

针对目前油砂分离研究中存在的问题,提出了油砂超声分离的新方法。结果表明,在超声条件下,超声空化状态对油砂分离的效果有很大影响,油砂分离的最佳空化状态为弱空化状态。考察了超声频率、功率、作用时间、温度对油砂分离的影响,通过正交实验优化得到油砂超声分离的最佳工艺条件为：超声频率40kHz、功率50w、作用时间20min、温度50℃。在此条件下,油砂出油率达94％以上,证实了油砂超声分离在技术上是可行的。     

超声波抑藻效果及影响因素研究

采用超声波对河流中的藻类进行处理,研究了超声波辐照时间、辐照频率和辐照模式对抑藻效果的影响。研究结果表明,当超声辐照时间达到5 min后,抑藻效果趋于恒定,培养7 d后藻密度比对照组下降29.2%。当超声为低频段(20~50 kHz)时抑藻效果好于中频段(60~100 kHz)和高频段(100~150 kHz),7 d后藻密度分别降低了29.2%、9.2%和17.2%。最佳的辐照模式为低剂量、高频次辐照。另研究发现最佳抑制工况下藻浓度变化值△Y5与对照组藻浓度变化值△Y0符合幂指数关系y0=0.217y15.092,R2=0.993。     

时间反转导波激励板卡的设计及实现

为解决时反导波的激励问题,设计并实现了一种适合激励压电换能器产生时反导波的高电压激励板卡.在时反激励板卡的设计过程中,采用交互式状态机实现时反特征信号的快速合成,采用运放电路实现功率输出级电路的驱动,采用差分结构实现高压时反导波输出电路,以保证在实际检测过程中该激励板卡能根据检测要求快速生成所需要的高压时反导波.实际检测结果表明,该激励板卡不仅能驱动压电换能器产生用于常规超声导波检测所需要的窄带高压激励脉冲,还能产生时反检测所需要的高压时反导波.     

超声波协同酶法提取牛蒡膳食纤维工艺

以等外牛蒡根为原料,通过单因素和正交试验研究了加酶量、pH值、酶解温度、酶解时间以及超声波功率等因素对超声波协同木瓜蛋白酶和糖化酶酶解牛蒡根提取膳食纤维工艺的影响,确定了最佳的酶解工艺条件：牛蒡粉按液料比25∶1加纯水,调节至pH 6,加入4%的木瓜蛋白酶,50℃水浴,超声波功率150 W,协同酶解60 min;再调节至pH 5,加入1%糖化酶,50℃水浴,超声波功率200 W,协同酶解40 min,牛蒡膳食纤维提取率为62.17%.超声波技术协同酶法提取牛蒡膳食纤维具有快速、高效、简单等优点.     

超声波提取雀儿舌头多酚物质的工艺研究

研究超声波法提取雀儿舌头中多酚物质的最佳工艺条件.通过选择乙醇浓度、超声波功率、料液比、加热温度以及提取时间作为观察因素,以多酚得率为指标进行正交实验.结果表明,超声波提取雀儿舌头中多酚物质的最佳工艺条件为乙醇浓度60%,功率135 W,料液比1∶25,温度70℃,提取时间为70 min.该条件下提取工艺多酚得率高,稳定性好,适用于产业化.     

Vibration Characteristic of Anchoring System of Bolt and Elastic Wave Propagation Law

Atpresent,theanchoringtechnologyiswidely usedinthefieldofmineraldiggingandrocksoilengi neering,anddevelopsquickly.Thereinforcement techniquesforboltcanreasonablystrengthenrock strengthandloadability,improvethestressstateof rock.Asaresult,itisappliedinthefieldofmining androcksoilengineeringonalargescale.Mean while,thereisanurgentneedforamethodtotest boltbondingquality.Atpresent,acommonlyused methodintheengineeringfieldispulloutexperiment andover coring,whichbelongstodestructivetestal thoughitha…     

考虑行波效应下大跨度钢拱桥的地震反应分析

以一座主跨为260m的中承式钢拱桥为实例,采用大质量法实现行波效应下的多点激励,对该桥进行了考虑行波效应下的地震反应分析.选取5组截面,探讨了考虑行波效应时不同相位差对该桥地震反应的影响,并与一致激励地震动输入下桥梁的地震反应进行了对比分析.结果表明:考虑行波效应比一致激励作用下该桥的地震反应有增大的趋势,当相位差最大为5.2 s时,5组截面中竖向位移、轴力和横向弯矩峰值分别是一致激励下的10.9、6.5和5.1倍,并且在考虑行波效应时随着相位差的减小,结构的位移和内力均呈现减小的趋势.在大跨径桥梁抗震设计中应考虑行波效应的影响.     

激光在楔形金属板中激发超声导波的实验研究

介绍了利用激光超声技术对楔形金属板材进行检验的实验方法和装置,研究了激光在楔形金属板中激发超声导波的规律,得到了超声导波在不同角度楔形金属板中传播时波形的变化特征。当楔形板角度较小时,波形具有Lamb波的特征;角度较大时,波形失去Lamb波的特征,更多表现出Rayleigh波的性质。并指出随板厚增加,导波高阶模态的出现是导致波形发生改变的原因。     

弹性板中低阶导波模态声弹性效应分析

针对当前板类结构应力检测方法的不足,提出一种基于非线性声弹性效应检测应力的方法.该方法利用声弹性运动方程和Rayleigh-Lamb频率方程,绘制了4 mm Q235钢板中S0、A0与SH0模态的频散曲线与波结构图,并对不同激励频率下上述模态的群速度相对变化率进行了理论计算与有限元模拟仿真.结果表明:S0模态的声弹性效应较A0模态与SH0模态更敏感,且声弹性效应最敏感的激励频率为频散较弱的90～150 kHz;声弹性效应与所激励模态的波结构有关,沿应力方向面内位移越大声弹性效应越显著.     

用最佳差分方法计算P—SV波

使用最佳差分方法模拟在二维（或三维）非均匀介质中传播的弹性波．这种方法以最佳差分算子为理论基础，使频散影响最小．该方法能在大空间网格点上得到精确的波场结果，其计算速度比常规二阶差分格式至少快一个数量级，比谱法快３—５倍．