无人机复合材料超声检测系统的设计研究

针对无人机复合材料的特点设计了一个超声检测系统,阐述了系统超声探头频率的选择、数据采集的硬件和软件实现方法。采用该系统对玻璃纤维复合材料进行缺陷检测,实验结果表明,可以通过超声回波信号的幅值直接判断出缺陷的尺寸。     

抛物型内轮廓光纤检测的数值模拟

利用光路追踪程序,设计了一种可以检测抛物型内轮廓的微观轮廓曲线的反射式光强调制型光纤传感器.从模拟结果可以看出,这种传感器能很好的实现抛物型内轮廓的检测问题,具有结构简单、非接触测量、抗电磁干扰、测量速度快等优点.本文为反射式光强调制型光纤传感器用于复杂内轮廓的非接触测量提供了必要的理论分析和设计依据.     

管道腐蚀缺陷超声导波检测数值模拟

超声导波在检测存在多个缺陷的管道时,由于其自身的多模态、频散、遇到缺陷易发生模态转换以及缺陷回波间的相互干扰等特性常常引起缺陷信息的误判,论文采用ANSYS软件建立了L(0,2)、T(0,1)模态激发的管道腐蚀超声检测仿真模型以及相关的数值模拟算法,研究了两种模态的导波与管道上不同类型缺陷之间的相互作用,提出了双向激发超声导波管道腐蚀缺陷检测方法,将正反两个方向激发的导波检测数据叠加,减少了缺陷回波的相互影响,准确地识别缺陷位置和大小,提高信噪比。与仿真结果对比分析,实验结果表明,该模拟算法实现了对超声导波管道腐蚀缺陷检测的精确数值模拟,所提的双向激发超声导波检测方法,不仅提高了缺陷定位的精度,也提高了缺陷大小的识别率。     

管道漏磁检测的二维数值模拟研究

在管道漏磁检测中,缺陷的定量识别一直是个难题,运用有限元分析的方法,建立了漏磁场的数学模型,然后采用有限元分析软件ANSYS建立了漏磁检测装置分析的模型,并进行了二维静态情况的仿真,获得了不同缺陷所产生的漏磁信号,并把这些结果和实验结果进行了比较分析;从这些结果中可以得出了缺陷的特征与其所产生的漏磁信号的特征之间的对应关系,采用仿真的方法来研究漏磁信号的定量识别问题并取得较好的识别效果。     

碳纤维复合材料的超声反射波频域定征分析

对碳纤维复合材料的孔隙率进行超声测试法研究,发现材料前后表面超声回波均值频率偏移量与材料内部孔隙率,与超声信号衰减之间存在着特定关系.提出前后表面回波均值频率偏移特性为基础的超声无损表征方法,通过最小二乘法算法对材料内部孔隙率和超声衰减进行了定量分析,实验结果证明了该方法的实用性.     

碳纤维复合材料孔隙率便携式超声无损检测系统研制

针对航空工业碳纤维复合材料板材的孔隙率检测,研制了便携式超声无损检测系统.介绍了检测理论模型,构建了系统硬件体系结构.实验表明该系统可以C扫描图像和直方图方式进行检测结果输出并给出检测报告,结果准确率达到99.3%,能够快捷、方便地完成碳纤维复合材料板材孔隙率的检测,非常适合现场使用.     

多物理并行数值模拟中的两层紧耦合联接算法

复杂物理现象通常由多类复杂的物理过程紧耦合构成,其数值模拟也通常由适用不同物理过程的多类并行应用程序紧耦合完成．如何设计这些物理过程之间的联接算法,既要保证程序之间数据传递的高效,又要保证程序各自运行和总体模拟的高效,还要保证程序各自开发的独立,是一个值得研究的课题．该文基于广泛应用于高温高压多物理研究中的辐射流体力学和中子输运多物理并行数值模拟,在非结构网格上,提出了两种联接算法：完全松散联接算法和两层紧耦合联接算法,前者侧重于实现程序各自运行的高效和开发的独立,后者在前者的基础上,还权衡了数据传递和总体模拟的高效．在两台并行机的数百个处理机上,通信复杂度分析和数值实验结果表明两个算法均是有效的,可推广适用于辐射或中子输运与其他流体力学的多物理并行数值模拟应用中．特别地,两层紧耦合联接算法是高效可扩展的,取得了近似最优的并行性能．     

复合材料磁悬浮列车车体结构数值模拟(Ⅱ)——车体结构性能数值模拟试验

以参数化磁悬浮列车车体有限元模型为基础,在各种载荷和边界条件下开展数值模拟试验,研究各种运营环境中车体结构的静力学和动力学性能。在Siemens NX中完成车体在各种典型载荷工况下的结构静力学和动力学性能模拟试验,包括车体结构载荷变形、车体主要连接部件结构力学性能、车体频率及振型、车体结构线性屈曲性能,以及车体动力响应性能等。数值模拟结果认为给定的复合材料磁悬浮列车车体设计可行,同时验证参数化车体有限元模型的有效性。     

多层油藏模拟并行计算与负载平衡

在油藏数值模拟并行计算中,提高计算速度和资源利用率是一个重要的研究方向,给出分布式并行环境下一种多层油藏模拟并行计算的整体优化方法,其特点是使用高效的区域分解方法并行求解,动态选择两种不同的计算粒度,有效地克服了负载不均衡带来的性能下降问题,实际模型计算表明,此方法策略减少了整体模拟计算时间,并获得较高加速比,采用的算法适用于一类多层油藏模型问题。     

复合材料超声C扫描检测装备运动控制系统

研制了一套用于航空复合材料超声检测装备的运动控制系统,该系统采用了基于PC架构的嵌入式控制器和基于WindowsCE操作系统的TwinCAT运动控制软件,运用了伺服电机控制技术,实现了逻辑控制、位置和速度控制、误差补偿、位置触发等功能,同时具有较好的电磁兼容性,满足了超声检测设备对运动控制系统提出的高速度(500 mm/s)、高精度(定位精度为0.1 mm和重复定位精度为0.05mm)、快速响应和低干扰的要求.     

复合材料超声C 扫描多传感器信息融合技术

针对复合材料声图像缺陷识别的可靠性,对复合材料缺陷类别与缺陷模式识别进行了分析,讨论了通过仿形测量和重建模型的方法实现复合材料超声C扫描的一般过程.基于模糊积分的信息融合方法,实现了多探头非视觉信息、人的感知信息及视觉信息的融合.实验结果表明,采用多传感器信息融合技术可以降低系统的不确定性,提高超声检测与识别系统的性能,从而能够准确检测出复合材料的缺陷.     

二维材料微结构设计与数值模拟软件系统

为了实现二维多元多相异质体材料微观组织结构的"性能导向型"设计、材料微结构的细观力学计算与虚拟失效分析,以平面Voronoi算法为基础, 通过Visual C+ +程序设计并结合OpenGL工具集,开发出用于微结构模块化、可视化设计的材料微观组织结构仿真软件ProDesign.基于该软件构造出二维多晶体与多晶体基复合材料类微结构,采用C语言与Python脚本混合编程的方式,实现微结构在ABAQUS/CAE中的有限元建模,并对模型进行细观力学响应的数值计算与微应力统计分析.最后根据计算结果预测微结构的材料性能,识别"材料结构弱点",评估平面微裂纹的启裂、扩展,推演微结构"虚拟失效行为".     

合金相变材料储热过程的数值仿真研究

传统低熔点相变材料,具有较小的导热系数,严重影响了相变储能装置的吸放热速率和储能效率.Cerrolow-136合金因其具有的良好导热性能和较低的相变点温及,在电子设备散热领域具有巨大的潜力.为了验证Cerrolow-136合金在强化换热方面的优势,首次采用数值仿真的方法对储热性能进行研究,并与石蜡的温控效果和相变过程进行对比.建立了三维相变储能装置的数学模型,利用焓-多孔理论分析相变材料的熔化过程.结果表明:Cerrolow-136合金相变材料相比较石蜡在温控能力和导热均匀性方面都具有较大的优势;在热流密度为1000～ 3000W/m2,环境温度为80℃的高温环境下,Cerrolow-136合金相变储能装置可确保在3988～9922s内将发热面温度控制在70℃以下.仿真结果为以后Cerrolow-136合金的应用提供参考.     

基于瞬态动力学复合材料火箭定向器数值仿真

随着世界军事科学的日益发展,纤维增强复合材料在武器装备上得到越来越多的应用,为了深入研究纤维增强复合材料定向器的刚强度,必然要对各种参数进行大量的实验,造成效费比很高.为解决这个问题,文中用数值仿真的方法对玻璃纤维增强复合材料火箭定向器进行了研究,计算了火箭在定向器内运行的全过程,得到了复合材料定向器的一些有价值的计算数据曲线.数值计算结果与实际数据对比,取得良好的一致性.研究表明,用该复合材料制成的火箭定向器完全能够满足工程需要.     

多功能混合料摊铺机料位超声波测量系统设计

采用微控制器P87C591作为主控芯片,研究并设计了一种新型多功能混合料摊铺机的料位超声波测量系统,实现了混合料摊铺厚度的实时检测与控制;该系统采用超声波脉冲回波测量方法测量摊铺料厚度,利用温度传感器DS1624测量环境温度,通过软件对温度引起的测量误差进行补偿;给出了系统的硬件设计和测距软件流程图,实验结果表明:该系统测量精度高,误差小于2 mm,具有较强的实用价值.     

MATLAB在混凝土材料模拟中的应用

通过应用MATLAB语言,对混凝土材料进行数值模拟,并对混凝土试件进行自动网格剖分,所编程序简单紧凑,具有很强的实用性。     

一种面向车间物流模型的仿真优化方法

首先构建了一个优化与仿真分离的仿真优化框架，该框架的核心是混合优化算法模块和物流仿真模块，笔者根据物流仿真的特点提出了一种改进的区域收缩遗传算法和增强连续型禁忌搜索算法混合的优化算法，也是本文中讨论的重点。并基于该框架开发了一个仿真优化软件系统，最后利用此系统优化了一个生产线实例。     

超声波传感器在混凝土无损检测系统中的应用研究

设计了一种用于混凝土无损检测的超声波检测仪,介绍了超声波检测的基本原理和系统设计,着重讨论了其发射系统和接收系统的设计方案,进行了无缺陷和有缺陷混凝土灌注桩的测试实验,并对测试数据及波形分析处理.从实验结果表明,该测试仪检测混凝土缺陷快速准确,误差小,具有一定的实用价值.     

超声波对混凝土强度的无损检测

传统的超声波测试和诊断主要检测金属内部的缺陷和其它领域混凝土的强度,该文主要介绍了混凝土超声无损检测技术的原理及应用,并结合实际开发了一套基于超声波的智能无损检测装置,它专门用于火灾后的混凝土强度测试。经过对两种不同高温下的混凝土试验构件进行测试,结果表明,电路整体的设计完全达到了要求。