变厚度板中水平剪切波的传播特性分析

为研究超声导波在储罐壁板等变壁厚结构中的传播特性,建立了SH波在空间自由边界中的传播模型,基于各向同性弹性介质Navier-Stokes方程,推导了变厚度板中SH波的频散方程,分析了变厚度板中水平剪切波走时t与倾斜角θ间的相互作用关系;通过简谐点源的远场响应并引入板厚与传播位移的非线性关系,得出了变厚度板中SH波的远场响应方程。在此基础上,仿真分析和实验验证了水平剪切波在不同倾斜角变厚度板中的传播特性,结果表明:在变厚度板的薄端激励水平剪切波并沿结构表面传播时,无频散现象,且无波包分离现象;但随着变厚度板倾斜角θ增大,水平剪切波的走时和接收信号幅值均逐渐递减,且呈非线性关系。     

水平剪切声板波的液体黏度传感研究

黏度是液体的特征参数之一,在很多应用场合,需要对液体黏度进行测量。以黏性液体为研究对象,通过在液体的弹性张量中加上虚部引入液体黏度,并根据层状介质中声波的传播特性建立了负载黏性液体的水平剪切声板波理论模型。以压电陶瓷PZT-5H为基片材料,通过数值计算和实验分析,表明了水平剪切声板波在一定程度上用于液体黏度传感的有效性,为声板波液体黏度传感器的进一步研究提供了理论指导和应用依据。     

窄板无损检测用水平剪切波电磁声传感器的研制

低阶水平剪切波具有的几个特点使得它特别适合应用于结构大范围无损检测。通过对换能器几何结构的设计,电磁声换能器能实现多种不同模态导波的激励,如板中的兰姆波和水平剪切波,但电磁声换能器的性能受其结构参数影响很大。为实现磁铁阵列式电磁声换能器的性能评价,开发一种用于换能器远场周向声场分布计算的线源分布模型,对具有不同几何参数的电磁声换能器的性能进行数值计算,如磁铁数量、磁铁周期、线圈的内外径等。这些参数对激励出的SHO波的指向性有很大影响,主要表现在主瓣及旁瓣的幅值及宽度方面。根据数值分析结果,为获得较好的指向性对换能器的结构参数进行优化设计。将优化设计研制出的换能器用于窄板结构无损检测,结果表明窄板的侧边界对SHO波的传播基本没有影响,可用于窄板结构的无损检测。提出可预测出磁铁阵列式电磁声换能器的声场分布并用于换能器参数优化的线源分布模型。     

基于剪切波的三维零件表面滤波方法

滤波是零件表面形貌评定的重要内容之一。随着三维表面测量技术的快速发展,传统的滤波方法已不太能适应三维表面的分析与评定,鉴于此,提出了基于剪切波的零件表面三维滤波方法。该方法以高清测量得到的三维表面数据为输入,使用一种新的多尺度几何分析工具—剪切波(Shearlets)进行滤波。对该方法进行仿真和实例验证,并与ISO 11562规定的高斯滤波器进行比较分析。结果表明,剪切波滤波能很好地将不同的表面成分分离开来。     

基于Lamb波频散特性的垢层厚度的检测方法

对于工业用锅炉附着污垢厚度的检测问题,提出一种基于Lamb波在双层介质中传播的频散特点对污垢厚度检测的方法.首先建立Lamb波的波动模型以及"铝板—污垢层"模型,利用数学手段求解Lamb波在双层介质中传播的特征方程,从而得出Lamb波传播的频散规律曲线,接着激发Lamb波A0模态下的超声波,并采集其传播特性,基于上述条...     

基于水平剪切波声弹特性的矩形管轴向应力检测方法与试验研究

矩形管作为一种非典型波导结构,导波在其中的传播特性较为复杂,不便于利用其特有的模态进行检测。为实现矩形管结构应力的在役检测,基于特征频率法计算了水平剪切波SH_0模态的声弹特性,搭建了矩形管轴向应力评估检测系统。针对试验加载条件,利用有限元法分析受轴向拉伸矩形管的应力分布情况,以合理布置SH_0模态EMAT传感器,并对矩形管在承受不同拉应力条件下的声弹常数进行了试验研究。试验结果表明:矩形管中SH_0模态的试验声弹常数与理论计算结果的比值为0.592 6,其声弹效应受材料织构效应影响较弱,通过应力评估误差结果可发现,SH_0模态在低应力区域误差较大,当应力低于100 MPa时,应力偏差普遍在20 MPa以上;而在高应力区域偏差可稳定在10 MPa左右,结果表明基于SH_0模态声弹效应可以预估矩形管结构应力是否超载。     

基于剪切波和小波特征融合的金属表面缺陷识别方法

金属表面缺陷具有复杂性和多样性。小波变换能很好地捕捉点奇异性信号,对点缺陷识别效果好;剪切波变换作为一种新的多尺度几何分析方法,对奇异曲线具有最优逼近性能和方向敏感性,因此对方向性的缺陷识别效果好。提出一种基于剪切波和小波特征融合的金属表面缺陷识别方法。对金属表面图像分别进行离散剪切波变换和小波变换,计算各尺度方向子带的平均值和方差值,并组成一高维特征矢量。用核保局投影算法对高维特征矢量进行降维,以去除特征间的冗余,得到低维特征矢量,并输入到支持向量机进行缺陷分类。以高温铸坯、中厚板、精密铝带三种典型金属为例,对从现场采集到的三种典型金属的样本库进行试验,结果表明:高温铸坯、中厚板、精密铝带缺陷样本的识别率分别达到93.95%、98.27%、92.5%。试验结果证明了该方法可有效应用于不同类型金属的表面缺陷识别,具有通用性。     

地震剪切波速度测试在岩土工程勘察中的应用

土体的地震剪切波速度是评价无黏性土地震液化、划分场地类别、定量计算土层动态剪切模量等的重要参数。以某建筑项目岩土工程勘察为研究对象，采用现场实测的方法获取场区各层岩土体的剪切波速度，并计算地震等效剪切波速度。结果表明：三分量地震剪切波检波器获得的波形完整，初步时间清晰，波幅能量满足要求，表明现场测试的地震剪切波波形质量良好。随着测试深度的增加，地震波从人工震源传播至三分量地震剪切波检波器的距离也逐渐增加，需要消耗的传播时间也随之增加，地层的地震剪切波速度也逐步增大。对场区的15个钻孔进行的地震剪切波速度测试成果进行场地类别划分，场区各个钻孔之间的等效剪切波速度Vse差异不大，变化范围在163.6～190.8m/s之间，场地类别均划分为Ⅱ类。     

碳纤维增强复合材料钻孔加工表面影响层厚度研究

采用正交试验的方法,研究了钻孔过程中主轴转速、刀具进给速度、刀具磨损对碳纤维复合材料(Carbon fiber reinforced plastic,CFRP)钻削表面影响层厚度的影响规律。结合不同的纤维切削角时复材切削机理,研究了不同纤维切削角对制孔表面影响层厚度的影响规律。结果表明:刀具磨损对表面影响层厚度影响最大,主轴转速次之,进给速度的影响最小;影响层厚度随刀具磨损的增大而增大,随主轴转速和进给速度的增大而减小;纤维切削角在90°θ180°时,会产生严重的加工影响层,而在0≤θ≤90°时,不会产生明显的影响层。     

一种高精度的超声波厚度测量仪

介绍一种高精度的超声波厚度测量仪系统。论述系统的测量原理、系统构成,给出脉冲发生器、同步电路、计数器等电路的设计。总结系统的实验结果和系统特点。     

声表面波与声板波激发特性对比研究

通过沉积在压电基片表面的叉指换能器可在基片上激发出声波。以部分波理论为基础,引入表面有效介电常数方法来对比研究压电基片上激发的声表面波和声板波,并通过实验证明了理论分析方法的有效性。特定切向和传播方向的压电晶体只能激发出一种声表面波模式,而其声板波则具有多种模式,且各高阶模式只有当基片厚度与声波波长之比大于某一特定值时才会出现。随着基片厚度增大,声板波各高阶模式的传播速度和机电耦合系数减小,两种低阶模式的传播速度则趋近于声表面波相应值。受基片背面的电学边界条件影响,其中一种低阶模式的机电耦合系数随着基片厚度增大而趋近于声表面波相应值,另一种低阶模式的机电耦合系数则接近于零。根据上述研究结果可以确定叉指电极激发声表面波或声板波的条件及两种声波之间的关系。
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Characteristics of Eddy Current Attenuation and Thickness Measurement of Metallic Plate

In eddy current testing, the law of attenuation of eddy current(EC) is of great concern. In conductive half space under the excitation of uniform magnetic field, the EC density decreases exponentially in the depth direction. However, in conductor with finite thickness tested by coil, the distribution of EC in the depth direction is more complicated. This paper studies the characteristics of EC attenuation in metallic plate of finite thickness. Simulation results show that there is an EC reflection at the bottom of plate, which changes the law of EC attenuation. A new concept, namely the equivalent attenuation coefficient, is proposed to quantify the speed of EC attenuation. The characteristics of EC attenuation are utilized to explain the nonmonotonic relation between coil voltage and plate thickness. Procedure of selecting frequency is discussed. Thereafter, measurement of plate thickness is carried out and accurate result is obtained.     

变频法纳米级润滑膜厚度测量研究

采用平垫层与单色仪分频相结合的方法，得到了不同波长干涉图像。经过图像处理，使按此原理设计的ＮＧＹ－１型膜厚测量仪实现了纳米量级的膜厚测量。并对测量仪进行了精度分析和实际测试。     

基于机器视觉的硅钢板边浪平直度测量方法

针对硅钢生产过程中存在的边浪平直度难以检测问题,提出了一种基于机器视觉的硅钢板边浪平直度测量方法。在辅助光源照射下使用相机采集边浪图像信息,强化边浪的图像明暗特征,提高检测精度的同时实现非接触式测量。同时提出了一种基于轮廓检测的硅钢板边浪平直度算法,首先利用种子点生长法的思想对边浪区域进行轮廓定位;其次对图像进行 3 个尺度的高斯滤波,重建图像,增强轮廓细节;最后基于优化的 Canny 边缘检测方法对边浪实现自适应阈值轮廓提取,计算平直度,从而实现非接触式高精度边浪平直度测量。将平直度测量仪测量结果与该方法结果进行对比,结果表明,所提方法平直度测量误差不超过 0.05% 。     

铸铁平板"像素检测法"的应用

对“像素检测法”在铸铁平板接触点面积检测中的应用进行了研究,指出在实际应用中,保证检测结果准确与可靠的关键是保证“信息采集”与“信息处理”的可信度,并提出了具体解决方法。     

声表面波器件在无线传感系统中的应用

有许多应用场合,无法实现传感器信息的有线传输;在某些特殊场合,迫切需要降低安装传感器的配线总量,降低成本。无线传感系统是传感器的一个研究热点,与基于调制解调的无线传感器相比,基于声表面波的无线传感器在许多特殊场合日益显示出其必要性和重要性。简要介绍了目前国际上的各种无线无源式声表面波传感器的国内外发展现状,具体讨论了无线谐振型声表面波传感器的原理以及在传感器设计、制作过程中提高传感器灵敏度的一些措施,以及声表面波器件用于目标辨识以及常规变阻抗型传感器信息无线传输中的原理和应用。     

通过散射板干涉仪的改型实现非球面的零测试

通过对散射板干涉位的适当改型，利用散射板上高轮点产生的附加程基来补偿球面和非球面之间的光程基，无需任何零光学元件，就可产生一种新型的二次非球面零测试法。本文对这一方法进行了描述、分析和实验。     

阻尼层厚度对复合材料夹芯板自由振动的影响

由于夹芯层的高阻尼结构,复合材料夹芯板结构具有较好的减振降噪的作用,因此在高端科技中得到大量的应用。基于经典板理论推导了复合材料夹芯板的振动平衡方程,首先通过实例验证了所推导的平衡方程的正确性,其次分两种情况研究了阻尼层厚度对复合材料夹芯板的自由振动的影响,结果表明:弹性层不变和总厚度不变两种情况下,随着阻尼层厚度的增大,前四阶固有频率逐渐降低,损耗因子值逐渐增大,并且后一种情况下更易获得较大的损耗因子值。