基于有效厚度法的铝合金构件有效截面特性计算

由于我国2007年10月发布的《铝合金结构设计规范GB 50429?007》采用有效厚度法计算铝合金构件的有效截面特性,需要进行反复迭代,并且若同时考虑局部屈曲和焊接对构件截面厚度的折减,则计算变得更加复杂,不方便工程应用,因此基于该规范采用VC++.NET开发基于有效厚度法的铝合金构件有效截面特性计算软件. 对于铝合金构件在受轴向力、单向受弯、单向压弯、双向受弯和双向压弯等情况下,该软件实现常用焊接或者挤压成型工字形、槽形、矩形、C形以及带肋矩形截面的有效截面形状自动绘制和截面特性自动计算. 实例表明该软件能够提高铝合金结构设计和计算的效率及准确性,有助于该规范的推广使用.     

超声检测机器人误差补偿技术

针对多自由度检测机器人位姿调整困难问题,通过分析超声检测机器人误差的来源和特点,阐述了机体外误差补偿的原理.通过误差补偿,为计算机控制超声探头进行曲面检测提供准确的控制参数,实现曲面形工件的连续超声检测.最后通过穿透法水柱的对准及其误差分析,对机体外误差补偿方法进行了验证.     

变厚度航空锻件超声C扫描技术研究

在对变厚度航空锻件用反射法进行超声波C扫描过程中,介于界面波和底波之间的缺陷识别区间随工件在各扫描点的厚度变化而变化,使得在厚度未知的情况下难以确定缺陷识别区间的范围,这给缺陷自动识别造成困难.针对此问题,通过获取工件厚度值的方法来引导检测程序确定缺陷识别区间.首先对工件表面进行超声波非接触测量,然后基于测量数据用Z-map方法计算工件在各扫描点的粗略厚度值,最后借助工件的厚度信息引导检测程序自动进行底波跟踪和确定缺陷识别区间.应用表明,该方法能较好地满足变厚度航空锻件超声C扫描的要求.     

矢量法在刀具半径补偿技术中的应用研究

刀具半径补偿技术是CNC系统的关键技术之一,是加工轨迹插补运算的数据来源与依据。根据编程轨迹及刀具半径值规划出刀具中心的运动轨迹,尤其是轨迹转接点坐标值,是保证零件轮廓正确性的必要前提。引入方向矢量的概念,研究矢量法在刀具半径补偿技术中的应用,实现了C功能刀具半径补偿,很好地解决了二维刀补中唯一解的确定这一复杂难题。该算法已经应用于自主研发的TDNC-L4数控铣削系统和数控车削系统,初步实现了该理论成果的实例化验证。     

曲面工件超声检测路径规划方法研究

在曲面工件型面跟踪式超声检测中,为了使超声波的入射方向和工件外表面法线方向较好地保持一致,扫描机构需实时地调整探头的位置和姿态,从而导致扫描速度难以提高,检测效率低下.针对此问题,提出了一种曲面工件自动分块检测的路径规划方法.基于曲面工件的CAD数据模型,该方法采用B样条节点插入算法和二叉树递归分割算法将曲面自动分割成一系列子曲面片,使每块子曲面片在给定的精度范围内逼近于平面片,然后对每块曲面片以平面扫描方式进行扫描路径规划.应用表明,该方法能保证超声波的入射方向较准确地垂直于工件外表面,在满足检测精度的前提下较明显地提高了曲面工件的检测效率.     

基于变邻域蚁群算法的自动光学检测路径规划

在确定取像窗口最少数量及其约束移动范围的前提下,为解决蚁群算法用于自动光学检测路径规划存在的问题,提出一种基于变邻域蚁群算法的自动光学检测路径规划方法。针对蚁群算法收敛速度慢、易陷入局部最优解的问题,提出含有3种邻域结构的变邻域路径搜索方法,改进蚁群算法以快速获得质量优异的可优化路径;针对取像窗口位置可调整的问题,提出变邻域窗口位置调整方法,进一步改善可优化路径,获得最短路径。实验结果表明,该算法比基本的蚁群算法具有更高的求解效率和求解质量,有效提升了自动光学检测系统的在线检测效率。     

基于超声反射法的液体粘度在线测量技术研究

传统的液体粘度测量方法如旋转法、落球法和毛细管法等需将传感器或装置浸入液体内部实现测量,然而在某些场景下这些方法无法适用,因此发展了一种基于超声横波反射的液体粘度测量方法,建立超声横波在固/液界面的反射模型,利用入射波、反射波的幅值与相位求解声波反射系数,再根据反射系数与液体声阻抗关系得到液体的粘度系数.引入固液声阻抗...     

基于超声线列阵的钢坯孔洞缺陷检测层析成像技术研究

为实现钢坯内部孔洞缺陷的精准检测,提出了一种超声透射层析成像技术与超声线列阵全方位扫描技术相结合的方法。首先,设计了阵列超声检测方案,建立超声波传播路径的层析成像方程,给出求解方式。其次,通过有限元仿真对比分析了钢坯在有无缺陷情况下的走时,验证超声透射法采集缺陷走时信号方法的有效性,接着通过参数化设置实现线列阵扫描功能,将仿真的走时数据通过迭代算法重建横截面的灰度图,然后利用三次样条插值细化、中值滤波及图像增强的处理,分割提取图像中的缺陷,验证了该成像方法的可行性。最后,搭建了实验系统,通过实验进一步验证该方法的有效性。通过仿真和实验发现,采用所提方法重建的缺陷图像不仅形态完整,而且与实际缺陷轮廓对比,计算出相对误差仅为3%左右,分辨率可达1 mm,表明该方法的有效性和优越性。     

基于双阈值法的超声辊型在线检测的研究

To eliminate the error of distance measurement caused by amplitude change from signal attenuation, the method based on dual thresholds is introduced． Thus the precise ultrasonic measurement is accomplished． Combining wiht the mechanical scanning the on-line detection of roller shape is implemented．     

超声法检测火药生产中非金属杂质的应用研究

火药生产中非金属杂质带来的安全隐患是一个尚未解决的关键问题;由于超声检测具有适应性强,检测灵敏度高、快捷,无污染,可达到无损检测等特点,选用其作为检测火药生产药料中非金属杂质的方法;对A扫描脉冲反射法应用于检测药料中杂质进行了探索研究,试验结果证实用超声法检测药料中的非金属杂质具有一定可行性.     

超声在机测厚接触力控制方法研究

针对接触式超声在机自动测厚中可靠接触难题,提出了超声探头与被测工件之间接触力控制方法,制定了基于接触力实时反馈的闭环控制策略,建立法向接触力计算模型,设计了接触力调控量向机床位移校正量转化的阻抗模型与接触力滑模变结构控制器,在Simulink环境下对控制模型进行了数值仿真,验证了算法有效性,可实现超声在机测厚中恒定接触力精确跟踪控制。在所研制的测量系统中进行了测量实验,结果表明超声在机扫描测厚接触力控制误差在4N以内,实现了超声在机自动扫描测量过程中的接触状态保持,保证超声传感器输出信号稳定,测厚误差明显减小。     

超声测距误差补偿算法研究

分析了超声测距原理及其存在误差的原因,提出了一种采用BP神经网络的超声测距误差补偿算法。该算法可对给定的输入向量和目标向量进行样本训练,在训练过程中不断调整权值、阈值,最终达到一定的映射关系以修正误差。仿真结果验证了该算法的有效性。     

基于通用检测平台的高频信号传输补偿方法研究

针对自动测试系统中高频信号传输过程功率损耗问题,提出了软件补偿的方法;以某型通用检测平台为基础,首先分析了造成高频信号传输损耗的系统误差和随机误差影响因素,然后以不同频率下的功率损耗值为拟和数据点,采用最小二乘法拟和得到通道损耗模型,并据此模型采用软件编程实现对高频测试/激励信号的补偿;最后,对通用检测平台进行了测试试验,试验证明在30MHz至2.7GHz范围内所得实验结果满足平台的测试精度要求,证实了该方法的有效性与合理性。     

水浸式棒材超声检测成像系统的若干关键技术研究

目前国内棒材检测多为传统的手工超声检测,而且现有的大部分自动化超声检测系统难以适应棒材检测的要求.针对这种现状,提出了一个包括仿形、五自由度机械手、超声检测成像的一体化棒材自动检测系统.该系统可实现对棒材的精确检测,其工作过程为:先对棒材进行仿形,产生符合检测要求的运动点位,然后用五自由度的机械手,控制探头做扫查运动,以螺旋扫查的方式进行检测.由于在扫查过程中,棒材在不停地转动,位置不固定,因而C图像很难获得,为此,本文设计了一种近似的C图像作为替代,然后用A B C的组合成像方式进行实时显示,向检测人员提供全方位的探伤信息.实验结果表明,该系统可以快速、准确地实现对棒材的自动检测,效果满意、可靠.     

超声波热量表流量计量中温度补偿算法研究

针对超声波热量表采用时差法测量流量时,因受温度影响而存在的非线性问题,提出了分别基于曲面拟合和BP神经网络的温度补偿算法。两种算法通过建立温度与流量之间的非线性映射关系,达到补偿流量测量的目的。建模与仿真可知, BP神经网络补偿算法表现出更好的数据融合及预测能力。验证实验表明,相对于现有查表修正算法和曲面拟合补偿算法,BP神经网络补偿算法补偿效果更佳,补偿后流量测量误差在±2.2%以内,绝对误差方差最大值为0.68,补偿效果显著,具有较高的工程应用价值。     

压电陶瓷传感器的灵敏度温漂误差补偿研究

针对微测系统中压电陶瓷传感器的灵敏度温漂会使其在变化的温度环境中工作时性能不稳定,进而影响检测精度问题,提出了一种基于改进Elman神经网络的压电陶瓷传感器灵敏度温漂误差补偿控制方法。分析了压电陶瓷传感器产生灵敏度温漂现象的原因。以压电陶瓷切削力测量传感器为对象,在不同温度下对传感器的灵敏度进行了标定试验研究。研究结果表明,压电陶瓷传感器在同一温度下工作时具有良好的线性度,在温度变化的环境中工作会伴有灵敏度温漂现象。为了有效补偿灵敏度温漂附加误差,提高检测精度,建立了基于改进Elman神经网络的灵敏度温漂补偿模型,并对模型涉及的学习算法、激励函数、输入输出层节点以及承接层和隐含层节点数等相关内容进行了研究。对比试验验证结果表明,所建立的灵敏度温漂补偿模型对压电陶瓷传感器的灵敏度温漂误差补偿控制效果明显,未经灵敏度温漂补偿,直接按照常温下灵敏度标定结果预测的压电陶瓷传感器加载力和实际加载力之间误差较大,最大误差达到29.16 N,利用本文建立的基于改进Elman神经网路灵敏度温漂补偿模型补偿后,补偿模型的预测力和压电陶瓷传感器的实际加载力最大误差仅0.72 N,有效保证了检测精度。     

基于超声相控技术的新型船舶计重方法研究

针对传统水尺计重存在的成本高、效率低、误差大的问题,提出一种基于超声相控技术的新型船舶计重方法。以超声相控技术为基础,设计了用于船舶计重的超声阵列换能器,搭建测试平台对换能器的性能进行测试,之后利用该换能器对加载重前后的水下船体进行相控扫描,同时重构出水下船体三维模型并计算出体积,利用阿基米德定理计算排水量,最后根据排水量之差计算出载重。以小型载重船模为测量对象,计算在不同载重时的误差大小,并对船模下降20mm时的计重结果进行不确定度分析。结果表明,载重10kg以内时该方法的计重误差不超过2%,随着载重量的增加计重误差会相应减小。     

基于分形理论的输电线路覆冰厚度测量

输电线路覆冰是影响电力系统安全运行的因素之一,有效检测输电线路覆冰厚度,及时采取有效的除冰措施,能够预防由覆冰引起的电力事故。针对输电线路覆冰,提出基于分形理论的覆冰厚度检测方法。该方法采用毯子维分形方法分别提取导线和覆冰边缘,并用Koch曲线连接不连续覆冰边缘;根据导线直径的像素值与实际值之间的关系求出标定系数;利用标定系数计算横向和纵向的覆冰厚度。分别在覆冰现场和实验室环境下,用所提出方法进行实验,结果表明该方法不仅能够准确计算线路覆冰的厚度,还可反映覆冰的厚度分布情况,方法简单、误差小、抗噪性能好,应用于线路覆冰监测具有可观前景。     

超声波测距回波信号处理方法的研究

在分析超声波测距系统回波信号处理存在问题的基础上,提出了两种提高测量精度的回波信号处理方法.采用了时间增益补偿技术和峰值时间检测技术,可正确检测超声波回波的到达时间.经反复试验,在50 cm～5 m的测量范围内,测距精度可达到0.5%,且测量重复性较好.两种方法的采用,提高了超声波测距系统的测量精度.