利用非线性表面波评价材料疲劳损伤

采用非线性Rayleigh表面波检测方法,实现了不同疲劳阶段下钢试样拉伸和腐蚀疲劳损伤的测试与评价;基于楔块\换能器激发与接收声波方式,搭建非线性Rayleigh波检测系统,测量了不同激励水平下基波幅值平方与二次谐波幅值间的线性关系以及Rayleigh表面波二次谐波的累积效应;分别在拉伸载荷和腐蚀疲劳载荷下,采集非线性时域信号并进行频谱分析,测量声学非线性系数在不同疲劳阶段下变化趋势,并分析不同疲劳载荷对钢试样声学非线性系数的影响。实验结果表明:超声非线性系数与疲劳周期数呈单调递增关系,可以用声学非线性系数来表征材料的表面疲劳损伤程度;相比较周期性拉伸疲劳损伤,腐蚀疲劳试样的声学非线性系数会增大,是由于腐蚀环境会加重实验中钢试样的疲劳损伤程度。研究成果可为疲劳损伤无损检测与评价提供一定的指导意义。     

基于共线混频的粘接界面固化非线性超声评价EI北大核心CSCD

共线混频法是一种非常有效的非线性超声检测方法。该方法利用两列波在介质中的非线性相互作用特性,实现对材料力学性能的无损检测与评价;首先利用有限元软件ABAQUS,对粘接胶层中含随机分布微裂纹的模型进行共线混频数值模拟,得到共振波幅值随胶层微裂纹数的变化情况,随后以6061铝合金/改性丙烯酸酯胶/6061铝合金粘接试件为研究对象,采用共线横波和纵波混频检测技术,试验研究共振波幅值随粘接界面固化时间的变化情况。结果表明:共振波幅值与粘接胶层中随机分布的裂纹数、粘接试件的固化时间之间存在内在联系;随着裂纹数的增加,共振波幅值不断减小;随着固化时间的增加,共振波幅值不断增大,直到固化完成共振波幅值趋于稳定;因此,利用共线混频技术可实现对粘接界面固化过程的有效监测和评价。     

含偶氮侧基聚酰胺酸的合成及三阶非线性光学性质

选取苯代三聚氰胺(BGA)和均苯四酸二酐(PMDA)为单体进行微波辐射溶液聚合反应,所得的聚酰胺酸(PAA)与对位取代基不同的苯胺重氮盐偶合接枝．从而合成了一系列新的具有三阶非线性光学活性的侧链型聚合物。通过红外、紫外、元素分析、拉曼、核磁等测试方法对接枝聚合物的结构进行了表征。通过简并四波混频飞秒激光系统对各个接枝聚合物的三阶非线性极化率系数进行了测定．考察了偶氮侧链的引入对聚合物主链三阶非线性的影响,并考察了侧链上不同取代基的电子效应对主链三阶非线性的影响。结果表明．侧链上偶氮基对提高聚合物主链三阶非线性具有一定的贡献,取代基的电子效应也对聚合物的三阶非线性具有不同的影响。     

P91钢高温热损伤的二次谐波评价

P91钢是重要的核电承压钢结构材料,对其进行早期损伤评价具有重要意义。基于非线性超声理论,对P91钢不同温度的热损伤试样进行了非线性超声检测试验,逐级加大激励电压,基波幅度平方和二次谐波幅度呈现出良好线性关系,对基波和二次谐波进行频谱分析得到非线性系数,结果显示随着热处理温度的升高,非线性系数逐渐增大,可用于对这类材料热损伤进行有效评价。     

金属酞菁衍生物的合成及三阶非线性光学性能

合成了四硝基酞菁钴、四氨基酞菁钴以及二硝基二氨基酞菁钴等金属酞菁衍生物。根据IR、UV—Vis和元素分析．确定了它们的结构。使用四波混频技术测量了它们在DMF溶液中的三阶非线性光学系数Z^[3]值,发现金属离子和酞菁环上的取代基对酞菁化合物的三阶非线性光学性能都有较大的影响,本文初步讨论了这些因素对三阶非线性光学性质的影响机理。     

无流存在下三层密度分层流体界面内波三阶Stokes解

以小振幅波理论为基础,利用摄动方法研究了三层密度分层流体的界面内波,给出了各层流体速度势的三阶渐近解及界面内波波面位移的三阶Stokes波解。结果表明：界面内波波面位移的三阶Stokes波解描述了界面波的三阶非线性修正及两界面波之间的三阶非线性相互作用;波速不仅取决于波数和各层流体的厚度,而且还与波幅有关。     

应用非线性Lamb波识别三维铝板中的微裂纹方向的研究

针对结构中不同裂纹方向的检测问题,采用数值模拟的方法,通过有限元软件ABAQUS建立了一种包含人工粘弹性吸收边界的三维铝板模型,对Lamb波S0模态信号与微裂纹的非线性关系进行研究。在该模型中,将三维埋藏微裂纹嵌入到模型内部的固定位置,在相同激励条件下改变裂纹方向并对仿真获得的时域信号进行频谱分析,然后对不同裂纹方向的二次谐波与基波信号的幅值比指向性图的变化规律进行了比较和讨论。仿真结果表明,不同方向的裂纹对Lamb波在裂纹区的散射场分布有明显的影响,波的传播路径满足反射定律,且前向散射信号的幅值比普遍大于后向散射的幅值比。加上人工吸收边界后,前向散射与后向散射的幅值比差值随着裂纹方向角度的增大而增大。检测结果表明,该方法可以在误差允许范围内对任意裂纹方向的角度进行识别。     

钛合金蠕变损伤的非线性Lamb波检测

金属材料在高温高压服役过程中会发生蠕变损伤,检测和评价金属材料的早期蠕变损伤具有重要工程意义。针对Ti60钛合金蠕变损伤采用非线性Lamb波进行检测,分别选择Lamb波S_1-S_2模式对和A_4-S_8模式对开展钛合金蠕变损伤试样的实验测量,并采用归一化非线性参数来表征钛合金的蠕变损伤状态。研究结果表,明两种模式对的归一化非线性参数随着材料蠕变损伤程度的加剧均表现出"上升-下降"的变化趋势,且A_4-S_8模式对归一化非线性参数变化率比S_1-S_2模式对更大,说明该模式对对Ti60钛合金蠕变损伤更为敏感。     

3种偶氮化合物的合成及三阶非线性光学性能

合成了3种1,3,4-噻二唑偶氮化合物,其中1种为新化合物,用IR、1H NMR和元素分析表征了其结构.采用飞秒激光,运用简并四波混频法,研究了化合物在非共振状态下的三阶非线性光学性能.它们的三阶非线性光学极化率X(3)为(3.84～3.95)×10-13esu,非线性折射率n2为(7.07～7.27)×10-12esu,分子二阶超极化率γ为(3.56～3.72)×1031esu,响应时间τ为101fs.探索了化合物的分子结构对三阶非线性光学性能的影响.引入离域能小的芳杂环,形成吸供构型,增大取代基的吸或供电子能力等有利于获得较大的三阶非线性光学性能.     

基于谐波平衡法的双稳态压电发电系统非线性振动特性研究

研究双稳态压电发电系统非线性振动特性。通过谐波平衡法计算获得系统幅频响应方程,分析不同非线性系数、阻抗参数与激励对系统幅值解影响,随激励频率、幅值的变化,双稳态压电发电系统幅值解存在跳跃、多解现象,调节非线性系数及阻抗参数可使不稳定区域范围最小;研究外加激励对功率影响,随非线性系数及阻抗参数的增加,输出功率先增加后减小,通过调节磁化强度与负载阻抗可使系统输出功率最大;通过实验所得频率电压响应曲线及电阻功率响应曲线,验证系统非线性分析结果。可为双稳态压电发电系统工程应用提供理论依据。     

材料塑性损伤的共轴异向波束混频定位及表征方法

共线波束混频方法是一种有效的非线性超声检测方法.当满足共振条件时,一对频率为f1的剪切波和频率为f2的纵波发生共振,产生频率为f2-f1(假设f2大于f1)的共振波.共振波的幅值与超声非线性参数βT成正比.通过调整两激励主波的时延,使得它们在试样中的不同位置混合,可以获得超声非线性参数βT在试样中的分布.试样的塑性变形会引起材料内部三阶弹性常数的变化,而由上述方法得到的超声非线性参数βT恰恰对三阶弹性常数的变化比较敏感.因此,本文利用上述特性实现了对试样塑性变形的定位与表征.     

螺旋线行波管非线性失真分析

非线性失真是空间行波管最重要的性能指标之一.本文研究了双渐变螺旋线慢波结构各个参量,如长度以及螺距对行波管非线性失真的影响,确定了对不同非线性失真影响最大的结构参量,分析了非线性失真产生的根源.根据仿真结果,进一步地对行波管的慢波结构进行了初步优化.结果表明:优化后谐波失真改善0.45dB,AM/PM系数减小ldeg/dB,三阶交调失真降低1.9dB.     

基于非线性超声技术的球墨铸铁石墨大小及表层硬度的表征

球墨铸铁具有优良的力学性能被广泛应用在各工业领域，其内部的石墨形态和分布情况会影响其各项力学性能。相比于石墨球化率，石墨大小的表征研究相对较少，对球墨铸铁的石墨大小及表层硬度进行无损评定具有重要的工程意义。浇注了具有不同石墨大小和基体组织的球墨铸铁试件，对试件进行了金相观察及硬度试验。基于临界折射纵(longitudinal critical refraction, LCR)波和Rayleigh波模型，利用超声波声速及超声非线性系数表征球墨铸铁石墨大小及表层硬度。结果表明：LCR波的超声非线性系数随着表面硬度的增大而增大，随着石墨平均直径的增大而减少，并且相比超声波声速具有更高的灵敏度；LCR波的超声非线性系数的增加与微观组织中的晶界数量和碳化物的增加有关。因此，可以利用LCR波的超声非线性系数表征球墨铸铁的石墨大小和表面硬度，建立微观组织、超声非线性系数及机械性能之间的关系。     

基于虚拟仪器技术的三相工频谐波信号发生器的设计

介绍一种基于虚拟仪器技术的三相工频谐波信号发生器,该信号发生器采用美国NI公司的Lab-VIEW软件编程,可产生六路工频三相正弦信号,每路信号能够叠加2—25次谐波,具有基波幅值、基波相位、各次谐波的幅值和相位均可调等功能。     

弹性圆柱壳液耦合系统内旋转重力波的近似解析解

应用流体力学和弹性力学知识,建立了弹性圆柱壳液耦合系统的非线性振动方程,利用平均法,得到了4个自由度的非线性振动方程组的一次近似解析解,求出了低频大幅旋转重力波幅值随激振力频率和幅值的变化关系曲线,分析了系统非线性振动过程的动力特性,从理论上进一步解释了壳液耦合系统在受高频激励下产生低频大幅旋转重力波的条件与原因,近似解析解与数值解和实验现象基本吻合。     

一种新型共轭接枝聚合物的合成及性能

将微波辐射合成的苯代三聚氰胺(BGA)-均苯四酸二酐(PMDA)体系的PAA与TDI-对位取代苯胺衍生物反应,通过改变TDI-对位取代苯胺衍生物的对位取代基来合成具有不同电子效应的侧链端基的接枝聚合物.用红外及核磁共振的测试方法对聚合物的结构进行表征.接枝聚合物具有较强的三阶非线性光学响应和较强的荧光性能.考察了侧链端基电子效应对聚合物三阶光学非线性极化率系数和荧光行为的影响.     

硫硒化镉微晶玻璃制备和非线性光学性质研究

具有明显量子尺寸效应和较大三阶非线性光学效应的CdSxSe1-x(O相似文献   

20~#钢不同晶粒度试件非线性超声特性实验研究

传统的线性超声检测技术对微观缺陷的检测不敏感,而非线性超声检测是利用信号的频域特征来进行缺陷判别,具有独特的优势。采用RAM-5000 SNAP非线性超声检测系统,对不同晶粒度20#钢试件进行非线性超声检测实验。通过测量不同试件在相同激励条件下的基波与二次谐波幅值,得到其相关非线性系数,分析材料不同晶粒度对非线性超声特性的影响。结果表明:随着材料晶粒度的增大,超声非线性效应增强,非线性系数值不断增加。因此,利用非线性系数可以表征材料微观晶粒度的变化情况,验证非线性超声检测技术在判别材料微观组织变化中的有效性。     

基于强几何非线性因素的覆冰导线舞动问题研究

分析了覆冰导线前三阶模态中在不同水平张力下各非线性刚度项系数与线性刚度项系数的比,通过讨论水平张力,线性恢复力、非线性恢复力与振动幅值之间的关系,确定了影响覆冰导线系统几何非线性强弱的主要因素。在此基础上,应用待定固有频率法计算了系统的稳态幅值和振动频率。数值模拟表明：各模态幅值均随风速增大而增大,且当受到强几何非线性因素的影响时,各阶模态的振动频率将远离初始频率,此时传统规范形理论的分析结果难以满足模型分析的精度要求,而本文研究结果则可以对模型的振动特性有比较准确地把握。     

不同应力波穿过多条非线性变形节理时的透射特性

基于节理非线性位移不连续模型,分析不同弹性纵波正向入射多条节理时的透射规律。利用半解析半数值解法得到透射初至波质点振动速度一维数值差分解,进而研究不同类型、不同振幅的入射纵波穿过多条节理时,初至波质点速度幅值、能量、频谱及时间延迟的变化特性。研究表明,透射能力由大到小的顺序为:矩形波、半正弦波、三角形波。速度透射系数、能量透射系数、透射波中高谐波频域幅值均随入射脉冲幅值增大而增大;延迟时间随入射波振幅的增大而减小,且三角波入射时的时间延迟大于半正弦波。随着节理条数的增加,速度和能量透射系数逐渐降低,且下降速度逐渐减慢;高谐波频域幅值先增大后下降,且下降速度逐渐减慢;时间延迟增大的速度逐渐加快。