激光3D打印件残余应力超声无损检测

为了研究选区激光熔化(SLM)技术在不同扫描策略下成型件的残余应力,采用临界折射纵波法检测应力。结合静载拉伸实验,标定SLM成型件的声弹性系数。结果表明,当拉应力小于临界应力时,随着拉伸应力的增加,临界折射纵波在SLM成型件中的传播时差以线性规律增加,不同扫描策略制造的SLM金属成型件标定的声弹性系数不同。结合SLM金属成型件应力应变特性揭示临界折射纵波声弹曲线的变化规律。通过小孔法验证了本次实验的可靠性,结果表明,L_(CR)波法检测残余应力是可靠的。相比于小孔法,L_(CR)波法有着无损、快速等优点。     

薄壁金属直缝圆焊管残余应力超声检测

为了研究小口径的薄壁金属直缝圆焊管焊接区域残余应力的大小,利用临界折射纵波对焊管焊接区域进行残余应力检测。结合静载拉伸实验标定了焊管的声弹性系数。结果表明,残余应力随着拉伸距离的增加而变大;拉伸距离相同时残余应力随着焊管直径的增大而增大;声弹性系数与焊管直径无关。通过与盲孔法检测实验的对比,结果表明了临界折射纵波检测残余应力是可靠的。     

用临界折射纵波测量切向应力时的影响因素研究

研究了基于声弹性理论,利用临界折射纵波(critically refracted longitudinal wave,LCR波)从构件表面测量内部切向应力时的几个关键问题。应力测量接收到的波形非常复杂,其他的波形影响了对LCR波的识别,相关的影响因素也很多,包括楔块角和试块厚度的影响,进行了这两影响因素在LCR波传播中的对比实验,以构建适合测量切向应力的模型系统,达到对各影响因素优化组合的目的。     

超声法焊缝残余应力检测技术研究

文中基于声弹性理论,研究临界折射纵波(Critically Refracted Longitudinal wave,LCR wave)残余应力检测原理,通过超声波传播速度的变化,反映出构件表面和内部的残余应力,从而验证采用LCR波检测构件中残余应力的关键技术,具体包括LCR波的激发、接收和后续处理。设计并制作了基于声时的残余应力检测实验系统。声时是整个测量系统中的关键量,其测量水平决定残余应力的测量精度。在实现过程中采用"一发一收"的探头布局模式,通过测量固定长度上声时传播的变化,分析残余应力的分布情况。     

结构声发射的数值模拟及实验研究

由于声发射源产生的瞬态弹性波会在传播过程中产生各种频率和模态的声发射信号,这给应用声发射技术进行无损检测带来一定困难。针对声发射信号在实际介质中传播的复杂性,为了研究弹性波的传播对波形的影响,提出了利用有限元方法模拟声发射信号在薄铝板的传播及几何形状边界反射过程,得到声发射波形的时域特征,进一步分析了声发射信号在铝板中的传播特性;搭建了与有限元模型相应的声发射断铅实验系统来采集断铅信号。试验及研究结果表明,利用声发射断铅实验系统获得的信号与有限元计算方法得到的模拟信号基本吻合,说明有限元数值计算方法可以作为分析声发射信号传播过程的一种手段;该结果为基于声发射的结构缺陷检测技术提供了数值模型,同时声发射技术用于无损检测也有了更精确的理论基础。     

用LCR波检测零件内部切向应力的实验研究

本文介绍了一种基于声弹性理论,利用临界折射纵波（Critically Refracted Longitudinal．LCR）从表面测量零件内部切向应力的方法．依据固体中超声波传播特性与应力状态的关系,搭建了基于传播声时的实验测量系统．在传播声时的测量中采用“过零检测”方式减小由超声波信号幅度变化造成的误差,利用时间-数字芯片实现高精度的时间间隔测量。     

不同种类不锈钢临界折射纵波激励及声弹系数对比

首先介绍了临界折射纵波的应力检测原理，使用多频率探头分别对316L不锈钢、SLM316L不锈钢和304不锈钢进行了激励和验证，然后对比同频率临界折射纵波在不同种类不锈钢中的传播情况，最后对不同频率不同材料的声弹系数进行了标定。     

超声法的残余应力场无损检测与表征

残余应力对机械构件的服役性能具有重大影响,尤其是对其强度、疲劳寿命和尺寸稳定性。如何快速、无损和准确的评估出构件表面或一定深度内的残余应力状态一直是研究难点和热点问题。为了解决这一问题,基于声弹性理论,采用超声波无损检测技术,研究超声波传播速度和方向与应力的关系,对比不同类型超声波对应力的敏感程度,发现沿应力方向传播的纵波波速受应力的影响最大。设计了一发一收斜入射探头,通过激发出的临界折射纵波(LCR波)来检测被测件的残余应力。针对深度梯度残余应力的检测,建立了超声梯度检测模型,利用超声频率与渗透深度的关系推导了应力梯度计算公式。设计C形应力试样,通过该试样产生的应力梯度来验证残余应力场的超声表征。     

临界折射纵波探头声束特性的边界元分析与测量

与其他超声应力测量方法相比,临界折射纵波(LCR波)方法对应力场敏感,受材料组织结构效应影响小,在材料表面或近表面残余应力无损测量中具有突出的优势.本文应用边界元方法对LCR波探头发射的临界折射纵波的传播特性和声束特性进行分析并进行了实验测量.建立了IIW试块圆弧反射部分的三维边界元模型.通过数值分析,清楚显示了LCR波在IIW试块中的传播过程,给出了LCR波探头的主声束指向特性.计算结果为有关LCR波应力测量中声波能量有效渗透深度和能量层厚度的确定提供了理论依据.利用IIW试块实验测量了LCR波探头的声束特性,实验测量与数值分析结果符合得很好.本文的研究结果对研究厚板材料内部切向残余应力的LCR波测量方法具有指导意义.     

基于电磁加载的铝板应力超声检测

针对低应力条件下超声检测方法空间分辨率与检测精度相互制约的问题,提出了基于电磁加载的超声应力检测方案。通过对金属板进行电磁加载,将电磁应力与板内应力相叠加,间接增强声弹性效应,在保证应力测量精度的前提下缩短超声测量声程,使得应力检测的空间分辨率得以提高。设计了用于金属板材的电磁加载装置及配套的脉冲激励电源,基于有限元仿真分析了电磁加载系统对铝板的应力加载效果。搭建了铝板电磁加载实验平台,通过对比传统方法与电磁加载下超声应力检测的结果,验证了方案的可行性。     

设计参数对波形表面径向轴承静态性能影响研究

建立波纹表面径向轴承的控制方程,并采用有限单元法进行求解;分析设计参数如波纹个数、偏心率、波幅比（波纹幅值与半径间隙的比值）和初始安装角度对波纹表面径向轴承静态性能的影响。研究结果表明：波纹个数对轴承承载力及偏位角的影响非常显著,在保证载荷作用于瓦上的情况下,小的波幅比（波幅比小于01）时轴承承载力随着波纹个数增加而减小;波形表面轴承在大多数情况下的承载力均大于其对应的圆轴承,但在初始安装角度小于20°和波幅比小于015时可能相反。在小的波幅比（波幅比小于01）时,承载力随着初始安装角度增加存在着极小值,而在大的波幅比下,承载力则呈先增大后减小的变化规律。     

结构动态分析中的行波法

讨论了行波在结构中的传播规律，通过对波动方程的数学分析，解释了某些重要的波动现象（惠更斯，影响城，推迟势，波阵面），对波导端部激励的瞬态波动给出精确的解析解     

Analysis of dynamic characteristics for vibration of flexural beam in ultrasonic transport system

An object transport system is an essential device in the factory automation system (FAS). Generally, an object transport system is driven by a conveyor belt system or a magnetic levitation system. However, contact force in the conventional transport system can damage precision optical components, while the magnetic field can destroy the inner structure of the semiconductor. The ultrasonic transport system transports objects on an elastic body using an ultrasonic wave. When an ultrasonic wave is applied to a flexural beam, the flexural beam vibrates to excite the air layer, which lifts up the object on the beam to transport. In this paper, the dynamic characteristics of the ultrasonic transport system are theoretically analyzed. Through normal mode expansion, the modeling equation for steady state response of ultrasonic vibration is expressed and the natural frequency of the flexural beam in each mode is also estimated by using the finite element method (FEM). This paper was recommended for publication in revised form by Associate Editor Eung-Soo Shin Sang-Hwa Jeong received his M.S. degree in Mechanical Engineering from KAIST, Korea, in 1985 and his Ph.D. degree from North Carolina State University, USA, in 1992. Dr. Jeong is currently a professor at the department of Mechanical Engineering of Chosun University in Gwangju, Korea. His research fields are microactuator design, ultrasonic transport system, and SMA actuator of robot finger.     

双路正弦交流电源

文章以两相的纯净正弦电源为例,介绍一种两路交流电源的结构、原理、特点和实验结果。由单片机AT89C2051产生两相方波,而后通过滤波电路主要是MAX267滤波得到两相正弦波,再经功放电路可得所需的正弦电源。本文介绍的正弦电源是电压可调、相位可调、频率可调且具有功率输出能力的交流电源。     

与波函数相关的几个积分的理论解

利用傅里叶级数展开技术、平面波驻波展开式和Graf加法公式分析求解稳态P(primary wave)波、SV(shearing vertical)波和SH(shearing horizontal)波散射问题中大量出现的与平面波和散射波函数有关的复杂积分,这些积分理论解避免了数值积分中常出现的收敛速度慢、计算量大、计算精度低的现象,可为编制高效率、高可靠性的弹性波散射计算软件提供理论依据和结果。     

基于数值模拟的造波机设计与实现方法研究

以摇板造波方式为例,推导了造波方程和消波方程,建立了造波板运动特性与波浪参数的对应关系。设计了垂向板造波模型和摇板造波模型,利用Fluent软件进行了波浪数值模拟,使用UDF控制造波板运动,在近壁面附加动量源消波,对比分析了两种造波方式的优劣。垂向板造波方式适用于小幅波,对动力源要求低;摇板造波方式适用于中幅波,波浪质量好。依据数值模拟数据,设计并研制了物理样机,开展了波高测量实验。基于数值模拟的造波机设计方法能够快速确定造波方式和关键技术参数,大大缩短了研制周期,降低了研制成本,对研制新型造波机具有重要的借鉴意义。     

超声电机在南京航空航天大学的研究与发展

介绍了南京航空航天大学超声电机研究概况；叙述了南京航空航天大学超声电机研究中心在超声电机技术方面所取得的研究进展和成果；列举了该中心在研究超声电机中所解决的若干关键技术；总结了取得这些进展和成果的主要原因和经验。最后，提出了本中心当前的研究任务，展望了超声电机未来的发展。     

锻件超声波探伤中缺陷波和伪缺陷波的识别

在超声波检测中根据锻件反射底波与缺陷波的静态与动态渡形特点,可以识别锻件内部缺陷(气孔、夹渣、夹层、裂纹、白点)与伪缺陷(迟到波、三角反射波、61°反射波及其它杂波),对指导锻件生产具有重要意义.     

雷达料位计在连续生产过程中的应用

针对雷达料位计在应用中遇到复杂的测量环境,利用雷达料位计的测量原理、雷达料位计的特点,在选型、安装、和应用中采用相应的方法,解决连续生产过程中料位测量的各种问题,纠正雷达料位计在选型和安装中容易忽略的问题.同时,对应用中的各种具体问题进行了简要分析,提出解决方案.     

转阀控制式脉冲波生成方法

脉冲波浪的模拟产生及其对海洋工程结构冲击的研究已成为研究的热点。为更真实地模拟高能量的冲击波浪,提出一种转阀控制式脉冲波生成方法,利用Matlab/Simulink工具进行新方法数学模型的数值分析,研制出转阀控制式推板造波试验装置,并进行试验验证。研究结果表明：转阀控制式推板造波系统能够实现波幅在确定推板频率下进一步提高,且易于叠加生成脉冲波浪;试验水槽中的水深对生成波浪的波幅有一定的影响,水深越深,生成脉冲波波幅也越高;脉冲波波幅的大小取决于系统中的阀口轴向开度和供油压力的控制,且阀口轴向开度和供油压力设定越大,脉冲波波幅越高。新的造波方法对指导大功率电液控制式造波装置实现更大能量脉冲波浪具有重要的工程价值。