计入构件形变影响的超声波测量应力方法

根据弹塑性力学的基本原理,分析了材料在弹性应变范围内受单向应力情况下应变对超声波传播时间的影响,提出了经应变修正的超声波测量应力模型.采用基于超声波纵波回波信号的声时测定方法测试了立方体试样在无应力和有应力状态下的时间变化量,数据的重复测量误差仅为0.01%.实验证明了超声波测量应力模型的正确性和声时测定方法的可行性.通过对应变的修正,能够很好地反映出由应力引起波速变化所造成的时间变化量随应力变化的关系.     

液-固界面反射纵波的虚拟横向位移

通过对光学中Goos-Hnchen效应的类比,建立虚拟横向位移模型,推导反射纵波在液-固界面上的传播速度的数学表达式。数值模拟结果表明:在声波测井中测量到的声波首波信号是在液-固界面产生的具有渡越时间/横向位移的反射纵波,而不是通常声波测井模型所认为的以固定传播速度在液-固界面(或井壁)传播的滑行折射纵波。这个反射纵波在界面上的有效传播速度不仅与界面两侧介质的物理参数有关,而且与入射角有关。     

钢纤维混凝土声弹性系数与体积掺量的关系

为研究钢纤维混凝土纵波声弹性系数与钢纤维体积掺量之间的相关性,进行了单轴受压状态下的纵波声弹性系数测量实验.混凝土试件钢纤维体积掺量分别取0、0.6％、1.2％、1.8％,并利用特制夹具测量加载方向上与垂直于加我方向上的声弹性系数.对测量数据的拟合结果表明:钢纤维混凝土的声弹性系数受钢纤维体积掺量影响,其中0.6％体积...     

磨削烧伤对超声波声速变化影响的实验研究

磨削烧伤会显著影响零件的使用性能,检测磨削烧伤对确保零件安全使用具有重要意义。超声波声速已被应用于检测金属晶粒尺寸、残余应力和金属热处理状态等方面,其能否用于检测磨削烧伤程度倍受关注。本文搭建了临界折射纵波（critical refraction longitudinal wave,简称LCR波）声速检测系统,对不同磨削烧伤程度的45#钢试件进行超声波声速测量,实验结果表明：超声波声速对磨削烧伤不敏感,对于不同烧伤程度的45#钢试件,超声波声速仅有较小变化。根据材料金相组织、残余应力、晶粒大小等因素对超声波声速影响机理进行分析,由于各影响因素对超声波声速变化具有综合影响,超声波声速不随不同烧伤程度敏感变化,不能灵敏地检测磨削烧伤。     

流固混合声子晶体中负折射与导波特性研究

针对声子晶体中负折射现象产生的原因以及调控波导的方法,本文研究了工字型钢在空气中正方形排布所形成流固混合型声子晶体的波动特性。数值计算是通过有限元方法进行的。根据等频率曲线确定声子晶体产生负折射的频率,并进行模拟验证。通过引入线性缺陷,设计直线和折线型波导,调控波的传播。并通过引入耦合共振缺陷,研究结构中耦合共振波导的波动特性。结果表明：在?=0°的声子晶体中,5 255 Hz时波仅沿y方向传播。在?=45°的声子晶体中,3 045 Hz时波的传播会出现负折射现象。只有在特定的频率范围内,波在Z型线性波导中能够较好地传播。在不同的频率范围内,波在2种直线型耦合共振波导中均能够较好地传播。相关结果为流固混合型声学器件的设计提供一定的数值基础。     

各向异性对非均匀折射纵波的影响

根据岩石的各向异性,将非均匀折射纵波入射到固-固介质界面,通过分析异常入射角存在与不存在两种情况,分别建立椭圆极化方程。利用Christoffel方程,建立极化系数与各向异性参数之间的关系,分析并讨论了岩石各向异性参数对非均匀折射纵波的影响。数值仿真结果表明,非均匀折射纵波的初始相位会随着岩石的各向异性参数的变化而变化,并且也会改变其极化轨迹,使得极化轨迹的形状和大小发生变化。     

双介质摄影测量的折射改正方法

为了提高利用光学立体像对进行水下目标三维定位的精度,本文基于光线在空气和水体两种不同介质中的传播规律建立了光线折射改正模型。从航迹方向、航迹垂直平分线方向和普通情况三种角度讨论双介质摄影测量的几何关系,定量分析光线不严格相交造成的平面误差,并推导双介质折射改正公式。利用近景摄影条件下的立体像对验证折射改正方法的正确性,结果表明在实验室条件下,双介质摄影测量的相对测深精度优于3.5%。     

基于固体声检测的列车接近报警系统设计

分析了列车运行时轮轨激励声及在钢轨中传播的“波导效应”,进行了现场钢轨中固体声信号随列车接近时变化的远点测量,利用改进的协方差算法分析了该固体声功率谱密度,得到列车接近时固体声信号变化特点,设计了一种预报列车接近的报警系统。     

塔中地区奥陶系碳酸盐岩地层纵波速度各向异性参数估算

统计的测井资料中声波时差和对应井斜角数据,结合Thomsen纵波速度公式估算横向各向同性介质的各向异性系数,是研究横向各向同性介质的一种新思路。声波测井可直接测量地层的纵波时差(速度),井斜测井测量的井斜角可以表达声波的传播方向。统计塔中地区奥陶系碳酸盐岩地层中13口直井、斜井73层致密段的井斜角、声波时差和密度值数据,结合Thomsen的横向各向同性介质中纵波速度公式,对塔里木盆地塔中地区奥陶系碳酸盐岩地层弹性各向异性参数进行估算,得出该地区碳酸盐岩地层纵波速度各向异性参数为f=0.622 5,ε=0.04,δ=-0.185。随着井斜角的增加,纵波速度呈现先减小后增大的变化,井斜角在40°左右时纵波速度最小,井斜角在90°时纵波速度最大。论文也讨论了在上述各向异性条件下,不同井斜角对声波孔隙度计算和不同传播方向的纵波对走时计算影响。     

关于提高雷达测量精度方法的实验研究

无线电波在大气中传播时,由于大气的时变特性,会使电波射线产生弯曲,以至雷达测距产生误差,从而导致外测系统在测速定位、导航中产生折射误差,因此要提高雷达测量精度,必须进行电波折射误差修正。文中提出了用辐射计进行电波折射修正的方法,并给出了低仰角时大气时变特性对电波修正精度影响的典型结果。     

基于FPGA的LCR测试仪

介绍了一种LCR测试仪,它利用FPGA实现直接数字频率合成,产生波形好、幅值稳定的正弦波作为测试激励信号;相敏检波器设计方法独特,利用数字全波鉴相,提高了鉴相效率,改善了鉴相效果;采用了基于自由轴伏安测量法的测量原理和四端测量技术,并用C语言实现分布参数校正.     

基于互相关和插值运算的声波飞行时间测量

为了实现声学法温度场监测中声波飞行时间的高精度测量,介绍了声学法温度场检测原理与系统组成.提出了基于互相关和插值运算的声波飞行时间测量法.Matlab环境下的仿真研究表明：受采样间隔的限制,直接对发射端和接收端采样信号作互相关并寻峰,所确定的声波飞行时间精度较低;为获得更准确的声波飞行时间,弱噪声情况下,可对发射端和接收端采样信号的互相关函数在峰值附近做三次样条插值,细化后再次寻峰;中、强度噪声情况下,可对发射端和接收端采样信号做线性插值,细化后再做互相关和寻峰.该方法对提高声学法温度场检测精度具有实际意义.     

Seismic ray-tracing calculation based on parabolic travel-time interpolation

A new seismic ray-tracing method is put forward based on parabolic travel-time interpolation (PTI) method, which is more accurate than the linear travel-time interpolation (LTI) method. Both PTI method and LTI method are used to compute seismic travel-time and ray-path in a 2-D grid cell model. Firstly, some basic concepts are introduced. The calculations of travel-time and ray-path are carried out only at cell boundaries. So, the ray-path is always straight in the same cells with uniform velocity. Two steps are applied in PTI and LTI method, step 1 computes travel-time and step 2 traces ray-path. Then, the derivation of LTI formulas is described. Because of the presence of refraction wave in shot cell, the formula aiming at shot cell is also derived. Finally, PTI method is pres-ented. The calculation of PTI method is more complex than that of LTI method, but the error is limited. The re-suits of numerical model show that PTI method can trace ray-path more accurately and efficiently than LTI method does.     

利用LCR波监测长轨温度应力方法的研究

针对铁路养护中对长轨(CWR)纵向温度应力监测的难题,基于声弹性原理,介绍了一种利用LCR波来实现其自动化检测的超声波无损检测(NDT)系统,并对该系统的超声波探头和声时测量单元的结构及工作原理进行阐述。系统采用软件方式校正和消除温度对实际测量声速的影响,提高了超声检测应力的测量精度,从而达到了铁路监测要求。     

SHPB杆加载动态裂纹扩展速度测试方法研究

利用改进的ＳＨＰＢ（Spite Hopkinson Pressure Bar)压杆实验装置,建立了应力波加载条件下动态裂纹扩展速度的测定方法,并对１８Cr2Ni4ＷＡ钢进行了实验测定,结果表明本文建立的方法简便易行,可用于高加载速率下裂纹扩展速度的测定。     

Kirchhoff叠前时间偏移在南阳油田复杂构造成像中的应用

Kirchhoff叠前时间偏移比常规偏移具有方法简单、运算速度快以及可操作性强,而且可以应用到2-D和3-D地震数据偏移成像。Kirchhoff叠前时间偏移是高频近似条件下的偏移算法,可以利用射线跟踪技术可以获得地震波旅行时间,沿着该射线路径传播的时间积分求和来实现偏移成像。由于射线跟踪算法适应于横向变速介质,因此,Kirchhoff叠前时间偏移也适应横向变速介质。我们将该方法应用于南阳油田复杂构造的成像,该区构造产状不仅陡,断层也多,偏移结果表明Kirchhoff叠前时间偏移在该区可以获得较好的地震成像效果.     

深部开采地应力异常及陷落柱最小走时层析成像研究

针对我国东部煤田深部开采中煤和瓦斯突出地应力异常及陷落柱突水预测问题，讨论了最小走时地震层析成像的基本原理和实现方法，并对地应力异常及不同的陷落柱模型进行了层析反演成像．结果表明：该方法能很好地探测异常，具有一定的理论意义和实用价值．     

检测混凝土构件质量的时频分析方法

提出了应用时频分析法解释在混凝土构件上获得的高频地震数据，以确定混凝土构件的质量的方法，对混凝土构件的实际检测数据进行了处理分析，结果表明，时频分析方法可以提高分辨率并具有较强的实用性。     

弯曲射线CT技术探测岩石破裂区域试验研究

在单向弹性约束下,对室内岩样加载至其单轴抗压强度的1/2和2/3应力水平后卸载,其内部形成了破裂区.使用SYC-3B型声波仪和高频传感器,应用完全投影方式采集了卸载后岩样弹性波走时数据,对此数据应用弯曲射线CT技术进行了反演,反演结果清晰地显示了破裂区分布规律,这表明弯曲射线CT技术探测岩样破裂区分布是可行的.     

低应变检测中振源及桩土相互作用的影响分析

敲击-回波法是基桩完整性检测的有效方法,基于一维应力波理论,可以根据桩顶反射波质点振动速度响应曲线（包括走时、幅值及相位）来确定桩体波阻抗变化范围及程度。然而,在实际中,桩是柱体而非杆件,截面变形不均匀。通过点源激发的波分量及在桩顶侧面的反射波,分析了桩顶近场三维波动现象,并基于圆柱中纵向波对远场波进行分析。结果表明,在测点位置及激振频率满足一定的要求时,三维波动特性及纵向波频散特性可以削弱,桩的动测信号可近似用一维应力波理论来分析。在桩土相互作用下,桩体中应力波随传播衰减,分析了桩土剪切波速差异对应力波衰减影响规律,结果表明,应力波衰减不仅与桩土剪切波速比值有关,而且还与桩土剪切波速绝对值有关,桩体剪切波速越低、土体剪切波速越高,应力波衰减越快。