载荷脉宽对圆柱壳瞬态响应的影响分析

为认识载荷脉宽对圆柱壳瞬态响应及其对X射线冲击响应模拟等效性的影响规律,定义了等效性评价指标即平均应变差异。以四种不同尺寸的典型圆柱壳为对象,分别加载六种冲量相同、脉宽不同的三角形脉冲载荷,通过数值模拟,获得了平均应变差异Δε随脉宽变化的关系,从结构特性角度分析了变化的原因。发现Δε主要受t/τ(脉宽占比)控制,t/τ≤0.45时,平均应变差异在20%以内。所得结果可为模拟X射线冲击环境的试验设计、结果评估和数值模拟提供参考。     

涡流检测中轴对称场的快速计算

本对涡流检测中解析求解轴对称场时遇到的无穷积分给出一种简单有效的数值积分方法,提出一种改进积分收敛性的方法,加速了无穷积分的截断,显提高了轴对称场的计算效率。几组典型数据的计算结果与ＦＥＭ－ＢＥＭ组合法计算结果的比较表明,本的方法是准确、快速的,这一计算方法的高效率使其可应用于涡流无损检测中缺陷的重构。     

多层结构缺陷检测中的脉冲涡流磁场测量技术

脉冲涡流技术是一种可以对飞机多层结构中缺陷实施有效检测的方法。交变磁场测量技术是一种精确测量表面裂纹的非接触式无损检测方法。提出了脉冲涡流磁场测量（PECFM）技术,并对其进行了理论分析。在设计了相应传感器的基础上,对多层铝板结构中的缺陷进行了检测实验,实验结果与理论分析相一致。实验证明PECFM技术可以有效地实现多层结构中缺陷的识别与定量检测。可以预见,PECFM技术将会在无损检测领域中发挥很大的作用。     

圆柱旋转双面矩形磁控溅射靶磁场的设计计算

本文提出一种新型的圆柱旋转双面矩形磁控溅射靶,它具有平面磁控溅射靶的优点.根据靶的结构与工作原理,给出了圆柱双面矩形磁控靶磁场强度计算数学模型及计算公式.依据该计算方法,对具体的靶进行了计算机编程计算,并根据计算结果绘制出了靶磁场分布曲线.计算结果表明圆柱双面矩形磁控靶的磁场分布比较均匀,磁场强度满足磁控溅射功能的需要,其靶的溅射刻蚀区可宽达40°角的范围.从而提高了膜层的沉积速率及膜层沉积范围,改善了同轴圆柱形磁控靶由于环状磁场所引起的膜层不够均匀及靶材利用率低的问题,可以在靶磁场两侧的大面积平面基片上沉积出膜厚均匀的涂层.     

基于脉冲涡流热成像的面内方向性热扩散率测量

针对导电材料面内方向性热扩散率的测量,提出脉冲涡流热成像法这一新方法。该方法采用感应式脉冲线激励源,在导电试件表面形成沿一定方向的感应涡流,实现局部热激励,在非稳态条件下实现了材料面内方向热扩散率的测量;简单调节试件与线感应激励线圈的角度,就可以快速无损非接触地测量试件在垂直线圈方向上的热扩散率值。对感应线激励下面内热传导及高斯温度分布进行了分析,分别对AISI304不锈钢、纯铁、纯镍3种材料的热扩散率进行了测量,测量结果与手册值相符,偏差小于9.0%,相对扩展不确定度分别为3.18%,3.72%,3.70%。     

基于集成霍尔传感器的脉冲涡流无损检测装置

脉冲涡流是近几年新发展起来的一种无损检测技术 ,与传统涡流不同 ,脉冲涡流通过测量磁场最大值出现的时间来确定缺陷的位置。本文采用集成霍尔传感器来对脉冲涡流产生的磁场进行测量 ,试验结果证明集成霍尔传感器使用简单、灵敏度高 ,适于在低频时对弱磁场进行定量检测。     

MRI梯度磁场下人体心脏感应涡流仿真研究

通过MRI中梯度磁场对人体心脏影响的模型仿真,运用FDTD方法计算出心脏部分感应涡流,并与心脏刺激阈值进行比较.结果表明,心脏感应涡流的峰值离推荐阈值尚有一定距离,因此不会诱发心室颤动,但是提高梯度场的切换频率可能会引发心室颤动.     

脉冲磁场激励下铁磁梁式板动力响应特征研究

基于广义变分原理得到磁力计算模型和磁场摄动技术,研究了不可移简支铁磁梁式板在矩形和锯齿形两类典型脉冲磁场作用下的磁弹性动力响应特征及动力失稳现象。数值模拟了铁磁梁式板在稳恒磁场,脉冲磁场下的振幅,频率的变化及其动力失稳特征。揭示了脉冲磁场的形状,脉冲持续时间,脉冲幅值与铁磁梁式板振幅,频率,临界失稳磁场值等特征参量之间的关系,为工程实际中铁磁结构的安全设计和可靠性评估提供依据和参考。     

具有高测量重复性的脉冲磁场磁强计

脉冲磁场磁强计是一种新的、高效率、全象限的永磁材料测量仪器.对脉冲磁场磁强计的磁场产生、信号采集和数据处理等原理分别进行了阐述.由于磁体不必与极头构成闭合回路,在采用珀尔帖效应精确控制测试线圈的环境温度以后,脉冲磁场磁强计的测量重复性(重复9次)由原来的0.326%(Br)、1.860%(HCj),提高到了恒温慢速测量模式下的0.0819%(Br)、0.080 8%(HCj).     

污染扩散瞬态浓度场的非线性特征实验研究

为了探讨污染扩散瞬态浓度场是否具有非线性特征,利用基于数字图像处理技术和光学粒子散射理论的污染扩散瞬态浓度场光学测量系统,获得了污染扩散浓度场的二维时间和空间湍流信息,运用这些信息分析了分形和混沌等非线性特征,得出其嵌入维数为9,关联维数为3．218,Kolmogorov熵为0．138541,最大Lyapunov指数为0．63691。结果表明,污染扩散瞬态浓度场的瞬态浓度具有低维非线性特征,存在奇异吸引子,是混沌的。     

Remote Field Eddy Current Control Using Rotating Magnetic Field Transducer: Application to Pressure Tubes Examination

The remote field eddy current (RFEC) technique is used to investigate the possibility of detecting the discontinuities practiced on pressure tubes samples from nuclear reactors, pressurized heavy water reactors (PHWR) type. In this article, we propose to develop the RFEC using the technique of rotating magnetic field (RMF). A method for calculating the field generated by the eddy current transducer with RMF using propagator matrix was developed. The experimental measurements are realized for artificial discontinuities practiced in pressure tubes samples.     

点探头涡流无损检测中磁介质作用机理研究

结合实际涡流无损检测应用中的含磁介质点探头的特点,分析了探头中磁介质引入的各种附加效应及其对缺陷阻抗的影响。通过引入等效电流的概念,讨论了磁介质对涡流场的作用,建立含磁介质点探头涡流无损检测模型,并给出含磁介质探头周围的电磁场方程,求得均匀半无限导体系统的磁矢量势分布和导体中涡流、电场强度分布。通过实例,计算了非铁磁性导体中无缺陷时探头信号与提离高度的关系、存在缺陷时探头阻抗变化的特点。理论计算与实验结果基本吻合。     

Time-Frequency Analysis of Pulsed Eddy Current Signals

Detection and measurement of the material loss due to corrosion in aircraft fuselage lap splices are of great importance to life management of ageing aircraft. Pulsed eddy current (PEC) techniques have shown the potential to fully characterise these structures. However, variations in the probe lift-off, the interlayer gaps and material thinning produce similar PEC signals, making signal interpretation very difficult. This paper describes time-frequency analysis algorithms applied to pulsed-eddy current signals from lap-joint specimens containing simulated flaws. The effect of probe lift-off, interlayer gap, and material thinning on PEC signals is examined in three-dimensional space (amplitude-time-frequency). This study shows that the time-frequency analysis of PEC signals provides specific visual patterns that can be related to the interlayer gap, lift-off, and material loss.     

基于脉冲涡流检测技术的缺陷定量检测研究

对飞机多层结构中出现的缺陷进行定量检测具有重要意义.文章将脉冲涡流检测技术应用其中,设计并实现了一套完整的脉冲涡流检测系统.在对检测信号进行分析处理的基础上,提取峰值、峰值时间、过零时间等时域特征量,实现对缺陷的定量检测,并通过进一步的实验加以验证.     

磁性液体在均匀磁场中的瞬态双热线导热系数的测试

将封有聚α-烯烃合成油基磁性液体的两玻璃管放置于磁场中,为消除磁场力、重力所引起的磁性液体自然对流的影响,消除端部效应,研制了磁性液体在均匀磁场中瞬态双热线导热系数的实验测量系统,经与蒸馏水、乙醇标准样品的导热系数测量比较,实验装置有较高的测量精度。实验测量了不同方向的均匀磁场对不同体积浓度的磁性液体导热系数的影响。结果显示,当磁场方向与热通量方向一致时,磁场显著强化磁性液体的导热系数,其导热系数随磁场强度的增加而近似线性增加,且体积浓度越大增加量越大;当磁场方向与热通量方向垂直时,磁性液体的导热系数随磁场强度的变化不明显。     

Use of Eddy Current Technology to Assist in the Evaluation of the Fatigue Damage of Electrical Conductors

The article deals with the evaluation of fatigue damage on overhead conductors which have been in service for a period exceeding 50 years. Under wind excitation, electrical transmission lines are subjected to aeolian vibrations that may induce wire fatigue of conductor at the exit of supporting equipment. This fatigue phenomenon is a fretting fatigue problem which is located at contact points between wires belonging to adjacent wire layers or between external layer wire and the supporting equipment. This article reports the methodology followed: 1) in selecting wires with the more severe damaged contact point using eddy current technology and 2) in comparing, through a metallographic examination, the contact points of those selected wires coming from in situ worn conductors and from laboratory fatigue tested virgin conductors used as reference.     

直流稳恒磁场对45钢摩擦磨损性能的影响

大气条件下,研究不同强度的直流稳恒磁场对45钢干滑动摩擦磨损性能的影响.结果表明:与无磁场条件下相比,材料的摩擦系数降低,磨损量明显减少,磨损表面光滑,磨屑细化.微观分析表明,45钢在磁场条件下磨损后,表面生成更多的氧,认为氧化磨损及磨屑的润滑作用是磁场降低摩擦系数、减轻磨损的主要原因.     

基于电磁场分析的快速刀具伺服系统的设计(英文)

基于快速刀具伺服(FTS)系统的单点金刚石车削是加工光学自由曲面的重要方法之一.传统的直线刀具伺服系统都具有频率响应低的问题,严重限制了可以加工自由表面的复杂程度.文中介绍了麦克斯韦力驱动的快速刀具伺服系统的设计,电机采用永磁体偏置模型实现线性驱动,根据磁路设计原理推导了电机的运动公式,利用有限元分析(FEA)的方法分析了电机模型在高频信号驱动时的受力曲线、涡流损耗的大小和分布情况.根据分析的结果设计了电机的驱动系统,并进行了开环正弦驱动实验和电极频率响应曲线的测试,最终利用PID算法实现了FTS系统的闭环控制.基于麦克斯韦力驱动的FTS系统的最佳驱动频率应小于40 kHz,系统目前行程可以达到15.75μm,最大的频率响应可以达到100 kHz,系统可以跟踪500 Hz正弦波运动.     

超高速碰撞产生瞬态磁场的时间尺度特征

在超高速碰撞的早期阶段会产生瞬态等离子体云,等离子体云能以某种机理产生电流和磁场。在靶板表面的等离子体云中产生的非线性电子温度和电子密度梯度将产生磁场,场的持续时间从10-6s到约60s,依赖于弹丸的碰撞能量。本文利用超高速碰撞产生等离子体诱生磁场的一维理论模型,理论推导了喷出物诱生磁场的峰值,得到了碰撞喷出物膨胀过程中磁场增强、磁场衰减的时间尺度特征及磁感应强度峰值。结合超高速正碰撞实验,给出了碰撞喷出物膨胀等离子体云中瞬态磁场的时间尺度,并与理论时间尺度进行了比较,结果基本一致。