超声锁相热像技术检测接触界面类型缺陷

为了提高超声锁相热像技术(ULT)的检测效率并获得最佳检测结果,对超声波调制、热图序列处理和检测参数选择进行了研究。阐述了超声锁相热像技术的检测原理并进行了理论分析,建立了ULT的检测系统。采用方波调制的超声波激励试件,用红外热像仪记录试件表面热图,并用瞬态处理方法对热图进行锁相处理得到相位图和幅值图实现对缺陷的检测。用该方法检测了钢板表面及近表面的微裂纹(微米级)和铝合金板内不同深度缺陷等接触界面类型缺陷。结果表明,检测A3钢板材料表面(近表面)裂纹时,调制频率可选择0.5Hz,接触压力约0.25kN,激励头与微裂纹的距离对检测结果几乎无影响,激励位置可根据试件结构而确定;由于降低调制频率可提高缺陷的检测深度,检测铝合金材料时,调制频率≤0.3Hz能够探测到4mm深度的缺陷;另外,该方法能够准确检测蜂窝夹层结构的脱粘缺陷。研究表明,研制的检测系统数秒内即可完成对接触界面类型缺陷的准确检测。     

小直径固体火箭发动机包覆层厚度检测系统设计

为了实现小直径固体火箭发动机包覆层厚度实时、非接触且高精度的测量,设计了一套应用激光位移传感器实现高精度的非接触式测量系统。本系统通过伺服控制系统、大长度悬臂梁、激光位移传感器以及计算机控制系统的精密结合,保证了系统能够精准的对包覆层厚度进行实时在线测量。主要介绍了系统的构成、检测原理、误差分析以及部分实验分析。该系统操作简单、精度高且稳定性好,可以实现对小直径固体火箭发动机包覆层厚度的非接触实时在线的高精度测量,满足现场测量要求。     

固体火箭发动机壳体的随机有限元分析

利用二阶矩法推导出圆柱壳和椭球壳基于弹性失效设计准则的中径公式的可靠度指标计算公式,并将其应用于某型号固体火箭发动机壳体的算例中.同时,利用Ansys软件建立该固体火箭发动机壳体有限元模型,在确定性有限元分析的基础上,对其进行随机有限元分析,求出结构的可靠度.分析表明,以材料的力学性能参数、壳体的几何参数为随机变量的固体火箭发动机壳体的可靠性设计是科学和必要的.最后,对输出的功能函数进行灵敏度分析,为结构参数的优化设计提供参考.     

超声高精度测厚系统的设计与开发

介绍以AT89C52单片机为基础研制的测量系统测量固体火箭发动机包覆层厚度的检测原理，论述了系统的硬件、软件设计思路和实现过程。     

固体火箭发动机气密性自动化检测技术与应用研究

固体火箭发动机气密性检测是判断发动机密封性能的重要检测方法。现阶段,自动化气密检测技术的研究及应用受到人们的广泛关注。针对发动机气密性检测人工依赖性强、效率低、不利于产品规模化生产的短板,开展了固体火箭发动机气密性自动化检测技术及应用研究。依据固体火箭发动机气密性检测通用化要求,研究了发动机气密性自动化检测技术实施的系统组成及集成,优化了发动机气密性检测工艺流程,构建了一套多通道自动化气密性检测系统,通过各类传感器、电气系统、PLC控制系统等设计和运用,实现发动机气密性检测过程中工艺参数的自动控制、测试参数的自动采集等功能,通过单通道、多通道测试验证,系统可靠且测试结果满足工艺要求,经工程应用可满足多通道多发产品同时或错峰气密性自动化检测需求。与传统的人工调节气检配气台进行单发发动机气密性检测工艺方法相比,多通道发动机气密性自动化检测工艺方法可实现发动机气密试验自动化检测技术的工程应用,可大幅提高固体火箭发动机总装效率和气密检测质量。     

基于LabVIEW的壳体包覆层成型运动控制方法

包覆层作为固体火箭发动机装药的重要组成部分,其厚度是火箭发动机的内弹道性能以及使用寿命的重要影响因素之一。现设计出一套采用刮涂工艺的包覆层自动成型系统,它包括机械系统和控制系统。控制系统提供了人性化的操作界面,拥有自动控制和手动控制两种控制方式,满足了不同场合的操作需求,多功能集成的一键操作降低了系统操作难度。试验结果表明:本套系统可以满足各项工艺要求。     

无损检测系统中数据采集设备的设计

针对火箭发动机包覆层检测系统的控制要求，介绍了利用探伤仪、工控机和电子电路组成的数据采集设备部分的设计。     

振动载荷作用下的固体发动机应力应变场分析

针对固体发动机在低频振动载荷作用下的影响分析,采用分布式环境监测系统对发动机实际承受外在环境载荷进行监测,获得了环境实测载荷数据;建立了固体发动机整体模型,对双材料界面采用CZM界面单元模型,在实测载荷的基础上对固体发动机进行了数值模拟,得到了发动机粘接界面层和装药内部的应力应变场分布。结果表明了固体发动机粘接界面层的应力集中点在人工脱粘层与粘接界面的交界处,其最大应力、应变数值为maxσ=172.3KPak Pa、maxε=0.0573;发动机装药内部的应力集中位置在装药内槽中部的星角位置,其最大应力、应变数值为maxσ=96.35KPak Pa、maxε=0.0237。     

基于RBF神经网络的补燃火箭发动机频率预测

为避免建立或修改计算量巨大的发动机有限元模型,研究探讨径向基函数(radial basis function,RBF)神经网络在液体火箭发动机频率预测中的应用。以某型高压补燃液氧/煤油火箭发动机为研究对象,在考虑喷管内外壁材料差异的基础上,利用刚度和质量等效原则,建立了喷管有限元模型。然后采用分布参数法建立了补燃循环火箭发动机的有限元模型,同时利用模态试验数据修正有限元模型。根据结构灵敏度分析理论,选择不同的结构参数组合作为训练样本训练神经网络,并利用训练好的神经网络预测发动机结构频率。研究结果表明,RBF神经网络能较好地预测液体火箭发动机结构频率,预测误差在1.0%以内。同时该方法具有收敛速度快的优点,可广泛应用于火箭发动机数值仿真领域。     

导弹发动机壳体粘接质量红外热波检测

发动机壳体粘接质量检测对确保整个导弹武器系统的安全可靠具有重要的意义。采用平底洞和预埋聚四氟乙烯薄膜层模拟各种类型壳体与绝热层的粘接缺陷,基于主动式脉冲加热的红外热波方法进行了检测研究,采用图像序列微分增强算法提高缺陷的检测能力,并与超声C扫检测结果进行了对比,实现了缺陷大小和深度的定量识别。结果表明:红外热波方法的检测速度远远快于超声C扫,其检测效率较高;该方法适用于复杂结构及任意形状的缺陷,便于实现在线检测,具有较强的工程应用价值。最后,给出了热波方法在导弹发动机壳体粘接质量检测中的适用范围及检测策略。     

不锈钢热丝TIG堆焊缓冷工艺研究

先将不锈钢热丝TIG堆焊后缓冷,然后对不锈钢堆焊层进行无损探伤和力学性能试验,分析焊后缓冷对不锈钢堆焊层物理性能的影响,再从理论上分析焊后缓冷对不锈钢热丝TIG堆焊层中氢含量,证明焊后缓冷不会对堆焊层产生不利影响,且堆焊层中氢含量极少。     

稀土镧对硼铁激光熔覆层耐磨性能影响

研究了镧对硼铁激光熔覆改性层的组织和摩擦学性能的影响。对不同La含量的熔覆层进行了摩擦磨损实 验,实验结果表明:含适量La熔覆层的耐磨性得到很大提高。在本实验条件下,La的加入量最佳值约为2%,此时 熔覆层磨损量较未加La时减少25.8%,当La加入量过多时,熔覆层耐磨性反而降低,甚至低于不加La时的耐磨 性。扫描电子显微镜显示含适量La的改性层的硼铁化合物组织明显细化且弥散分布于铸态组织中,磨斑表面硼元 素(1s电子轨道)的XPS图谱分析表明熔覆层中铁与硼主要以Fe2B相存在。     

液相烧结金属陶瓷覆层/钢基体结合强度的研究

根据液相烧结三元硼化物基金属陶瓷覆层材料的工艺特点，用金属陶瓷覆层将两钢板进行液相烧结连结，以覆层对两钢板的连结强度表征覆层与钢基体的结合强度。采用三点弯曲、拉伸和单边剪切三种方法进行覆层／钢基体结合强度的测试。结果表明，三元硼化物基金属陶瓷覆层／钢基体之间产生冶金结合，具有较高的结合强度。     

激光能量密度对CrFeCoNiNb熔覆层组织演变和性能影响的试验研究

采用预置粉末法在42CrMo基体表面制备CrFeCoNiNb高熵合金激光熔覆层,探索激光能量密度对CrFeCoNiNb熔覆层组织和性能的影响规律。对于预置粉末激光熔覆工艺,激光功率、扫描速度、光斑直径作为工艺参数三要素,不是独立影响熔覆层质量与性能,且激光功率对熔覆层质量与性能的影响最大。通过改变激光功率进而改变作用于熔覆层的激光能量密度,研究激光能量密度对CrFeCoNiNb高熵合金熔覆层硬度、耐磨性和耐腐蚀性的影响规律。试验结果表明：熔覆层主相为面心立方结构相(FCC相)和密排六方结构相(Laves相)。随着激光能量密度的增加,其衍射峰面积先减少后增加,熔覆层晶粒先细化后粗化,转折点处的激光能量密度都为116.7 J/mm²。而且,此时熔覆层物相分布更均匀,磨损形貌主要为光滑的犁沟,相应的减摩效果好,磨损率有所降低。主相含量的改变和晶粒尺寸的改变分别是影响熔覆层平均显微硬度和耐腐蚀性的主要因素。Laves硬质相的增加有利于熔覆层硬度的提高,细化的晶粒可以形成致密的钝化膜,有利于提高熔覆层耐腐蚀性。     

液相烧结法制备钢结硬质合金覆层材料

以WC、Cr3C2、Fe、Co和Ni为原料,加入有机粘结剂PVB,制备出成形料浆;利用料浆喷涂法在Q235钢基体上成形覆层坯体;在真空烧结炉中通过液相烧结工艺制备出钢结硬质合金覆层材料。覆层材料表面硬度远远大于Q235钢。在覆层受压应力的状态下,覆层材料的抗弯强度大于Q235钢;在覆层受拉应力的状态下,覆层材料的抗弯强度小于Q235钢。覆层中硬质相与粘结相分布均匀,无气孔等缺陷存在。覆层与钢基体之间没有清晰的结合界面存在,形成了冶金镶嵌结构,产生了致密的冶金结合。     

铁素体不锈钢激光熔覆层组织和性能研究

采用无碳合金粉末和低碳合金粉末对铁素体不锈钢进行激光表面熔覆处理,借助光学显微镜(Optical microscope,OM)、扫描电子显微镜(Scanning electron microscopy,SEM)、能谱分析仪(Energy dispersive spectrometry,EDS)、X射线衍射仪(X-ray diffractometry,XRD)、显微硬度仪、摩擦磨损试验仪、电化学工作站对熔覆层显微组织、化学成分、硬度、耐磨性和耐蚀性进行评价。结果表明,两种激光熔覆层均无裂纹、气孔等宏观缺陷,显微组织主要由等轴晶、包状晶、树枝晶和枝间共晶组成。无碳熔覆层与低碳熔覆层均含有α-Fe、Fe-Cr合金相、Cr单质相以及Cr_(9.1)Si_(0.9)、Fe_(9.7)Mo_(0.3)、Fe_(10.8)Ni、Fe_(19)Mn等金属间化合物。此外,低碳熔覆层还产生了间隙化合物Cr_7C_3以及马氏体相C_(0.055)Fe_(1.945)。低碳熔覆层硬度为750 HV0.5,显著高于母材硬度250 HV0.5;无碳熔覆层硬度为650 HV0.5,其热影响区发生软化。激光熔覆层相对于母材具有更为稳定的摩擦特性以及优异的耐磨性和耐蚀性,其中低碳熔覆层耐磨性和耐蚀性均优于无碳熔覆层。     

宽带激光熔覆高硬度火焰喷涂层组织和裂纹行为

对镍基合金火焰喷涂层进行宽带激光熔覆试验,分析熔覆层组织、物相组成和硬度分布规律以及工艺参数对组织、结合强度和硬度的影响。激光熔覆过程骤冷骤热的特点使得熔覆层内存在较高的拉应力,同时,由于激光熔覆镍基合金火焰喷涂层主要由g (Fe, Ni) 固溶体和弥散分布的高硬度脆性碳化物相(Ni, B) 和(Cr, Si) 相组成,熔覆层强度和硬度显著提高而延性降低,在凝固过程残余内应力的作用下极易开裂,熔覆层裂纹为低延性穿晶脆性冷裂纹。基体的预热和熔覆后保温缓冷可有效降低温度梯度,释放残余内应力,当预热温度为300 ℃时,熔覆层裂纹消失。     

熔覆材料对高速钢刀具激光熔覆断屑台裂纹及硬度的影响

应用激光粉末熔覆技术,在高速钢车刀的前刀面上制备出断屑台。通过切削实验,对比普通高速钢车刀和含激光熔覆断屑台车刀的断屑效果,观察激光粉末熔覆断屑台的金相组织和形貌,测试激光粉末熔覆断屑台的热膨胀系数、物相和显微硬度。研究结果表明：具有激光熔覆断屑台的高速钢车刀,在切削过程中能够减小切屑的卷曲半径,从而使切屑更容易折断,实现有效断屑。用M2/WC-12Co粉末制作激光熔覆断屑台,能够实现激光熔覆层与高速钢基体的良好冶金结合,熔覆层无熔覆裂纹缺陷,熔覆层的硬度与高速钢车刀基体相近。M2/WC-12Co激光熔覆粉末适于制作高速钢刀具的激光熔覆断屑台。     

基于MATLAB/SIMULINK的开关磁阻电机起动性能的数字仿真

本文介绍了一种新型的12/10开关磁阻电机,利用SIMULINK对它进行建模,对它的起动性能做了仿真分析,并与普通6/4极SR电机的起动性能作比较,得出12/10SRM在起动性能方面的优越性,同时得出相数m对SRM起动性的影响。     

长输管道无损检测自动化技术的研究进展

阐述了管道检测的重要性和必要性，以超声、射线等检测方法及管道检测机器人为例，综合分析了国内外管道无损检测自动化技术的发展现状，指出了管道无损检测技术的发展趋势。