超薄覆层低频超声类瑞利波定征方法

本文提出低频超声类瑞利波定征方法来估计覆层/基层层状复合结构超薄覆层的纵波声速、横波声速、厚度和密度等参数。这里“超薄”的概念是指覆层厚度h远小于覆层中的声波波长λ,导致在时域上覆层前后界面的各次回波信号相互混迭。文章采用水楔耦合方式,利用超声漏类瑞利波频域分析方法获取层状复合结构超声类瑞利波色散曲线,提出以色散特性为基础的低频超声类瑞利波覆层定征方法和在最小二乘意义下以色散曲线为基础的反向算法对覆层进行了参数估计。文中分析了影响估计准确性的各种因素,研究了低频超声类瑞利波定征方法对覆层各参数的灵敏度及其在误差传递中的意义。实验结果证实,对于银箔/玻璃层状复合结构,该方法能够准确估计厚度小到26μm银箔覆层的声学参数。     

低频多模式超声兰姆波超薄弹性层定征方法

提出了用低频多模式超声兰姆波定征方法来估计超薄弹性层的纵波声速、横波声速、厚度和密度等参数。这里“超薄”是指材料厚度ｈ远小于材料中的声波波长λ,由此导致地时域上材料前后界面的各次回波信号相互混选。中采用水浸耦合方式,结合空间波场设计和泄漏兰姆波频域分析方法获取了材料零阶对称与反对称模式兰姆波色散曲线,并以色散特性为基础的零阶对称模式兰姆波定征方法、简化方法、零阶反对称模式兰姆波定征方法和最小二乘     

超薄单向纤维增强复合材料低频多模式超声兰姆波定征方法

提出低频多模式超声兰姆波定征方法来估计超薄层状单向纤维增强复合材料的密度、厚度、弹性常数等参数。这里"超薄"的概念是指材料厚度h远小于材料中的声波波长λ,导致在时域上材料前后界面的各次回波信号相互混迭。分析了沿平行和垂直于纤维两个方向上,在超薄层状单向纤维增强复合材料中传播的低频兰姆波色散特性,提出在最小二乘意义下以材料色散曲线为基础的反向算法对材料参数进行了估计。文中分析了影响估计准确性的各种因素,研究了该方法对材料参数的灵敏度及其在误差传递中的意义。结合超声漏兰姆波频域分析方法,并使用超声耦合剂耦合方式和一对中心频率为2MHz的宽带纵波换能器,实验结果证实,该方法能够准确估计h<0.05 λ的单向玻璃纤维增强双酚A型聚砜(PSF)复合材料的材料参数。      

超薄弹性层低频超声频域定征方法

本文提出一种定量无损估计超薄弹性层声速、厚度和密度参数的低频超声波频域定征方法。这里“超薄”的概念是指材料厚度远小于材料中声波波长，导致在时域上材料前后界面的多次回波信号相互混迭。本文采用超声纵波垂直入射超薄层材料，分析了水浸耦合和耦合剂耦合两种情况下，材料反射波和透射波的组成，定义和推导了材料的反射与透射传递函数，提出了在最小二乘误差意义上分别使用材料传递函数幅度谱、相位谱和复谱对各参数进行反向估计的算法，分析了影响估计准确性的各种因素，研究了灵敏度函数在误差传递中的意义。实验结果表明该方法能够对厚度小于百分之一声波波长的超薄弹性层进行无损定征。     

《材料科学与工程》杂志2000年第1期～第4目录

20 0 0年第 1期 ( Vol.18　 No.1)目录 :材料学各个分支的结构探索萧纪美 (2 )………………………………………………………Ni3Al薄膜涂层的制备与性能研究…………………………………………………………胥伟华 ,孟祥康 ,朱沛臣 ,王凯良 ,袁长胜 ,柯善哲 ,冯　端 (1 1 )…………………………掺 Ce稀土铁石榴石块状单晶生长及磁光性能研究黄　敏 ,张守业 (1 5 )……………………超薄覆层低频超声类瑞利波定征方法张　锐 ,万明习 ,李　刚 ,Cao Wenwu(1 9)…………锗硅碳合金中碳的应变缓解效应研究……………………………………………………     

利用瑞利波检测层状混凝土结构的材料特性

为获得层状混凝土结构的材料特性,利用瑞利波在半无限大混凝土和层状混凝土中的传播规律,分别建立两种模型中瑞利波传播的波速方程。基于获得的层状混凝土结构中瑞利波的波速方程,提出一种从实测波速来推定混凝土材料特性的反演方法。通过数值计算获得两种模型中波速和混凝土弹性模量的关系曲线,理论计算结果与实验结果基本一致。研究结果表明:由于混凝土层的相互作用,结构中存在多个瑞利波振动模态以及相应的波速,同时波速和上层混凝土弹性模量之间存在对应关系。建立的研究方法和计算结果可直接应用于实际混凝土的瑞利波检测。     

基于声压反射系数幅度谱匹配分析的薄层厚度和超声纵波声速双参数反演EI北大核心CSCD

针对薄层材料超声测厚过程中回波信号混叠、超声纵波声速未知导致薄层厚度无法测量的问题,提出一种基于声压反射系数幅度谱（Ultrasonic Reflection Coefficient Amplitude Spectrum,URCAS）匹配分析技术同时测量薄层厚度和超声纵波声速的方法。采用相关系数法对薄层试样实测声压反射系数幅度谱和理论声压反射系数幅度谱在超声检测有效频带范围内逐一进行匹配分析,通过反演计算得到相关系数最大值点对应的超声检测参数,最终实现薄层厚度和超声纵波声速的同时表征。利用该方法对铝合金基体上的雷达吸波涂层（Radar Absorbing Coatings,RAC）进行实验测试及信号分析。结果表明：该方法可以有效实现混叠信号中超声特征参量的提取,反演得到吸波涂层厚度与千分尺测量厚度间相对误差为2.53%-3.72%、纵波声速测量相对误差为2.51%-3.75%。     

电磁超声横波测量连铸钢坯壳厚度

为解决连铸坯壳厚度在线检测问题,提出采用电磁超声横波反射法检测连铸坯壳厚度。对电磁超声横波换能器的激发和接收过程进行模拟仿真,分析横波在连铸坯中的传播情况,获得横波在连铸钢坯内固液两相区分界面处的反射回波。以坯壳厚度为10～50 mm的Q460连铸小方坯为研究对象,通过有限元仿真软件COMSOL,仿真得出温度在800～1300℃范围内时横波速度随温度的变化曲线。根据被测对象内部的温度场分布,得出坯壳内平均声速。利用回波时间与平均声速计算坯壳厚度。实验证明,上述方法可用于测量连铸坯壳厚度,当声时测量误差在1～2μs时,厚度测量误差为2～5 mm。     

光弹法研究固体圆柱横截面上的脉冲声场

为了研究超声脉冲波在钢、铁、铝等金属棒内的传播规律。检验已有的声学理论,采用和金属声速接近的光学玻璃为样品,当超声垂直于样品侧壁入射时,利用研制的动态光弹成像系统研究了玻璃园棒内超声脉冲纵波、横波、瑞利波声场的传播特性。自动记录了0—99．9μs时间内各种超声波声场在玻璃园棒横截面上的传播图像（时间间隔0．1μs）,由此来模拟超声脉冲波在金属棒横截面中的传播行为。     

吸波剂含量和涂层厚度对微波吸收性能的影响

以具有强磁损耗特性的磁粉、电阻型和电介质型物质作为吸波剂,制备出了具有阻抗渐变结构的3层复合雷达吸波涂层,研究了吸波剂用量和涂层厚度对吸波性能的影响.结果表明,增加表层、中层或底层吸波剂含量及涂层厚度,均能使吸波性能曲线向低频端方向移动,反之,吸波性能曲线向高频端方向移动;选择适当的吸波剂含量或者一定厚度的涂层才能拓宽、加深吸波性能.制得的试样中反射损耗可达-35.74和-39.25dB,其频宽(＜-10dB)分别为3.52和2.84GHz.     

热轧带钢高速钢复合轧辊周期性热冲击下的温度波

建立了高速钢复合轧辊在带钢热轧过程中的2维传热模型,以Flunet6.3为计算平台,利用移动坐标系技术和自定义函数功能,研究周期性热冲击下辊内温度波的传播特点和咬入温度及轧制速度对温度波的影响,探讨高速钢复合轧辊工作层的适宜厚度。结果表明:辊内的温度场表现为以轧辊转动一周为周期的高频波和以轧制一块带坯为周期的低频波。高频波具有强烈的薄层效应,而低频温度波随深度衰减缓慢,影响范围较深。同一深度处温度波动的幅度随咬入温度的增加而增大,随轧制速度的增加而减小,且轧制参数对高频温度波的影响远大于对低频温度波的影响。工作层有足够厚度时,才能消除低频温度波对高速钢复合轧辊双金属复合界面结合质量的影响。     

层状无砟轨道结构脱层缺陷超声成像

无砟轨道是典型的层状混凝土结构,脱层缺陷是其最常见的损伤形式,影响着高速列车的安全运行。传统的合成孔径聚焦成像方法是基于恒定声速的超声检测方法,忽略层间的声阻抗差异以及声波在层间界面处的折射,导致声束难以在缺陷处聚焦,声波在层状结构中传播的时间误差较大。鉴于此,提出了一种多层结构合成孔径聚焦成像方法,充分考虑多层结构中的层间声速差异,采用射线追踪方法准确获取声波在多层结构中的传播时间。在此基础上,分析了不同入射波模式以及不同激发频率对多层结构合成孔径聚焦成像结果的影响。结果表明：采用多层结构合成孔径聚焦成像方法,使用频率为50 kHz的横波入射成像分辨率更高,对无砟轨道脱层缺陷检测效果更好。该研究为该类缺陷检测提供了理论支撑。     

利用激光超声技术研究表面微结构材料中瑞利波的传播特性

利用激光超声无损检测的实验方法,观察记录了瑞利波在具有不同表面微结构厚铝板中的传播过程,研究了表面微结构的声传输特性。对具有不同结构参数的微结构样品进行了分组对比实验,结果表明在一定深度范围内,表面微结构具有明显的分频效应。瑞利波中相对高频的部分被反射,反射信号通带带宽主要受制于微结构的深度,其能量主要受微结构宽度影响。相对低频部分沿表面继续传播,因此表面微结构同时具有一定的低通滤波效应。     

三维螺旋超结构/介质的低频协同效应及其吸波蜂窝制备

目的 拓展蜂窝吸波材料的低频吸收性能，提出一种三维螺旋超结构复合吸波蜂窝的设计方法。方法 在吸波蜂窝中加载三维螺旋超结构，使用电磁场理论和等效电路理论定性分析螺旋超结构对复合蜂窝吸收性能的调控作用，以优化螺旋超结构的参数。结果 入射电磁波在螺旋超结构表面激发驻波电流，产生强烈的电共振和磁共振，与蜂窝损耗介质产生协同吸收效应，增强了吸波蜂窝的低频吸收性能。结论 仿真和实验结果表明，加载三维螺旋超结构使得吸波蜂窝的低频吸收性能显著增强，在1～6 GHz频段的平均反射损耗从-3 dB增强至-10 dB。     

压力和温度对两种液压油的超声波速度的影响

流体介质的声速测量是超声非接触压力测量和流量测量的基础,介质中的声速主要受压力、温度和介质本身物理特性的影响。为研究液压油的超声特性,本文以实验数据为基础,通过回归分析方法建立了两种液压油的声速-温度(C-T)、声速-压力(C-P)和声速-油品(C-O)模型,为采用超声非接触检测方式测量液压系统的压力和流量及其它类似介质的超声特性研究提供了实验依据。     

医用超声仿组织模体材料声速与温度特性研究

超声仿组织模体内部材料声速是检验模体是否正常的重要参数之一,论文通过搭建一种基于交叉结构的声速测量平台,在不同温度条件下,研究模体内部材料声速,获得声速与温度的特性曲线规律,对计量部门校准该模体具有较好的参考作用。     

声速核查法在气体超声流量计检验中的应用实例

声速核查作为超声流量计使用中检验的方法,不仅对超声流量计使用中性能进行分析检验,同时可以适当延长超声流量计的检定周期.以Daniel 3414型超声流量计为声速核查对象,文章介绍了声速核查的原理和方法,阐述了声速核查在管输天然气超声流量计计量系统的应用.     

基于小波变换的激光超声信号处理研究

激光超声是利用激光照射在媒质中产生的一种超声波,与传统的压电技术相比,它具有非接触,宽带,能定量检测以及时空分辨率高等特点,现已广泛用于材料的无损检测[1,2,3],然而,在对超薄材料的声速的测量中,需要精确测量直达波和回波的时间间隔,但由于受激光超声本身,声传播介质,传感器和测量系统等多种因素的影响,所采集的信号往往是比较复杂叠加波形,如何从中提取有用的波形信息,是测量超薄材料声速的关键.     

舰船低频声传播的海底损失

以密度和声速连续变化的液态沉积物层和具有切变波效应的固态基底组成的水平分层海底为海底模型，分析并进行了舰船低频声场传播到海底时的反射系数仿真计算，较为准确的预报了舰船低频声场海底损失低频特性，并探讨了以此为基础的舰船海底交界处的地震波源模型。     

超薄无序结构还原氧化石墨烯/锂金属复合箔材的制备及电化学性质

超薄锂金属(≤50μm)是下一代高比能锂金属电池负极选择。然而纯锂质软、易脆，机械加工性较差，导致超薄锂箔的制备工艺复杂、成本高昂；此外相比于较厚的锂金属负极，超薄锂金属负极常呈现更差的电化学循环性能。本文提出一种“自下而上”的策略制备10～50μm厚度可控的超薄还原氧化石墨烯/锂金属(rGO/Li)复合箔材，其结构由大量无序随机的rGO片层非平行排列并均匀分散在锂金属内。首先将还原氧化石墨烯(rGO)粉片与熔融锂金属在200℃下搅拌复合，获得微米级的还原氧化石墨烯/锂复合粉片，之后将复合粉片作为原材料进一步通过反复辊压制备出结构均匀、超薄的复合箔材，该方法具有一定的规模化潜力。不同于其他所报道的rGO层状薄膜结构，在复合箔材中rGO片层随机无序分散形成三维网络，有利于实现锂的均匀沉积/剥离。所制50μm超薄无序结构rGO/Li复合箔材负极在对称电池中以1 mA cm^-2、1 mAh cm^-2条件在醚基电解液中可稳定循环1 600 h以上，在与硫化聚丙烯腈(SPAN)正极组配全电池以0.2 C倍率循环220次后比容量高达～675 mAh g<...