基于Lamb波群速度的铝合金疲劳损伤检测

从理论上分析Lamb波群速度识别铝合金疲劳损伤的可行性。搭建主动Lamb波结构健康监测系统,采用基于Lamb波群速度的结构损伤检测方法,研究金属疲劳引起的损伤形变的识别过程;通过波包分解技术将接收信号中混叠的激励波包分解出来,从而准确地提取波包的到达时刻,实现Lamb波传播群速度的计算。在实际7050铝合金板材结构上进行了实验验证,并与短时傅里叶变换法进行对比。实验结果表明,采用波包分解技术能准确获取波包的传播时间,通过对比群速度识别金属疲劳的存在,其有效性高于短时傅里叶变换法。     

非线性Lamb波结构早期损伤监测研究

非线性Lamb波监测技术是结构健康监测研究的热点之一。为了解决线性Lamb波监测结构早期微损伤敏感度低的问题,采用具有积累效应的(S1,S2)对称模式非线性Lamb波方法,实现对金属结构材料非线性变化的定量监测。实验结果表明,非线性Lamb波信号及特征参数对结构材料非线性变化十分敏感,且随模拟疲劳损伤范围的扩大,特征参数呈线性增长,而基频信号的变化很微弱,从而验证了非线性Lamb波方法对疲劳等结构早期损伤监测的有效性和可行性。     

基于有限元分析的汽轮机转子疲劳损伤分析

汽轮机作为热能转换装置的关键部件,在能源领域发挥着重要作用。然而,长期高速旋转和复杂的工作条件使得汽轮机转子容易受到疲劳损伤的影响,从而威胁其安全性和可靠性。因此,文章介绍了基于有限元分析的汽轮机转子的疲劳损伤的分析,有助于揭示转子在不同工作状态下的受力特点,评估结构的疲劳寿命,为运行和维护提供科学依据。     

激光冲击提高45钢疲劳寿命的研究

激光冲击45钢的表面硬度提高了大约32％，硬化层深度约为100μm，在离表层大约30～40μm处硬度达到最大，平均疲劳寿命提高了60％左右，在置信度为95％时，激光冲击强化试件的中值疲劳寿命是未冲击试件的1.11～2.133倍。     

基于非线性系统描述的超声马达鲁棒跟踪控制

针对行波型超声马达,在非线性系统描述的数学模型基础上,采用了一种新的鲁棒控制方案．该控制器由标称控制器和鲁棒补偿器两部分构成。首先,针对标称系统设计标称控制器得到期望的输出跟踪特性,然后加上鲁棒补偿器,实现鲁棒特性。可以证明,鲁棒稳定性、鲁棒静态特性、鲁棒瞬态特性以及鲁棒跟踪特性可同时得到．仿真和实验结果都表明了控制方案的有效性,而且该控制器结构简单、参数可在线调整.     

42CrMo钢激光-感应复合淬火滚动磨损与疲劳损伤行为研究

为了突破单一激光淬火硬化层深度较浅的局限性,采用激光和电磁感应双热源耦合方法进行复合淬火,以提高重载工况下42CrMo钢的硬化层深度。设计了滚动体-圆盘线接触滚动疲劳试验装置,分析了硬化层深度对42CrMo钢滚动接触疲劳性能的影响。使用扫描电镜、显微硬度计、激光共聚焦等设备分析了不同深度硬化层在模拟风电主轴轴承套圈与滚动体配合使用下的滚动疲劳损伤机理。结果表明：在相同的疲劳试验条件下,当硬化层深度达到6.3 mm时,磨损表面损伤程度有所减轻,磨痕深度降低到23.61μm,表层裂纹扩展角度下降到15°,裂纹长度减小到400μm,同时扩展受到阻碍。硬化层深度为6.3 mm的试样沿X和Y方向的最大压应力分别达440.3 MPa和395.3 MPa,并且一定的残余压应力可以提高材料的接触疲劳性能。该研究结果可为重载轴承的深层强化提供参考。     

OFDM-PON系统的非线性损伤补偿方法

围绕正交频分复用-无源光网络(OFDM-PON)系统中非线性损伤的补偿问题开展研究.使用VOLTERRA模型对非线性补偿器进行辨识,利用差异因子并结合QR分解,推导出修正向量的解析表达式,提出模型核向量的自适应修正方法,形成正交频分复用-无源光网络系统中非线性损伤的补偿算法.仿真结果表明,所提出的方法可使系统误比特率提升1％～3％,在系统比特率为130 Gb/s时,系统误比特率可保持在1％左右.     

激光工艺参数对45#钢表面熔覆层组织及硬度的影响

为了研究工艺参数对45#钢表面WC-Co熔覆层组织及性能的影响,采用5kWCO2激光器在45#钢表面激光熔覆WC-Co涂层.利用SEM观察、显微硬度测试手段,研究了激光功率、扫描速度对熔覆层的显微硬度以及组织的影响.结果表明:在其它条件不变时,随着能量密度的增加,熔覆层的显微硬度下降;激光能量密度不同,对流作用不同.激光能量密度越大,熔池中对流作用越强,熔池中合金元素的分布越均匀.这些结果对激光熔覆WC-Co涂层相关领域的研究是很有帮助的.     

金属铝板弯折形变积累的超声兰姆波无损检测

材料结构中疲劳微裂纹的产生和扩展是影响其寿命的重要因素,在疲劳裂纹产生初期就将其检测出来对于提高结构安全性至关重要。利用兰姆波探索了铝板反复弯折时判定材料疲劳积累到最终塑性形变断裂失效的方法。试验通过分析兰姆波各模式的频散曲线、振幅曲线和对比理论与实际的波包群速度,选定了在最佳激励频率下判定疲劳损伤积累的特征信号。还通过快速傅里叶变换分析频域的能量分布来判定疲劳累积。试验结果表明:在试样从弯折塑性形变积累到出现微裂纹的过程中,A0波包振幅有小幅度的减小,而在材料断裂失效前,该振幅幅度会急剧减小。     

超声红外锁相热像技术用于金属平板疲劳裂纹的检测

针对金属疲劳裂纹检测研究不深入的问题,本文以金属平板疲劳裂纹为研究对象,搭建了超声红外锁相热像检测实验系统,分析了调制超声激励下裂纹生热及热信号频谱的规律.研究结果表明:裂纹区域温升以裂纹根部为圆心向外呈圆形辐射状分布,而且温升逐渐递减,但是在调制频率处,裂纹区域与正常区域的相位差和幅值差明显高于其他频率处的数值.进一步,基于实验方法揭示了预紧力和调制频率等检测条件对幅值差和相位差的影响.研究成果将为超声红外锁相热像技术的金属疲劳裂纹检测研究提供理论支撑.     

超声红外热波成像在CFRP板螺栓孔损伤检测的研究

螺栓连接由于可靠性高、承载能力强等优势广泛应用于复合材料连接,但螺栓孔处的应力集中作用使其易产生损伤破坏,且工程应用中很多复合材料螺栓连接件无法卸载,传统检测方法较难对螺栓孔损伤进行识别.本文使用超声红外热波检测的方法对复合材料螺栓连接件进行损伤识别,通过仿真研究复合材料螺栓孔裂纹和分层损伤的生热特征,分析了螺栓以及螺栓预紧力对螺栓孔损伤生热特征的影响,并设计实验对仿真结论进行了较好的验证.研究显示当螺栓孔损伤区域超出螺帽覆盖的范围,超声红外热波检测法能快速有效检测螺栓紧固件损伤,结合图像识别方法可以有效提取损伤信息,而且该方法对不同大小的螺栓预紧力以及螺栓与被连接件之间的摩擦生热影响有着良好的适应性.     

激光超声非线性声场调制技术研究

激光超声是一种广泛应用于微缺陷检测的技术,但一般而言较难对裂纹进行定量地评估。从非线性声场调制计算原理入手,结合激光超声频域图,提出波形能量分布因子,制作了铝板标准件,进行了激光超声检测实验,并使用该因子对波形频域图进行分析处理,得到因子与裂纹深度之间的关系。实验数据表明,对应主频之间相差0.2MHz, 随着裂纹深度的增加,透射波能量分布因子呈现下降趋势,即能量分布更加均匀,为今后从能量角度分析裂纹奠定了一定基础。     

激光熔覆处理对2Cr13钢腐蚀疲劳寿命的影响

测定了２Ｃｒ１３钢及其激光熔覆试样在３．５％ＮａＣｌ（ＰＨ＝７）水溶液中频率为５０Ｈｚ时的腐蚀疲劳寿命曲线，研究了其腐蚀疲劳断裂行为特征。结果表明，激光熔覆试样的腐蚀疲劳裂纹起源于２Ｃｒ１３钢基材表面蚀坑。由于激光合金层抑制了腐蚀疲劳裂纹的萌生，使其腐蚀疲劳寿命明显高于２Ｃｒ１３钢。该结果为激光熔覆技术的应用开辟了新的道路。     

20Cr1Mo1VNbB钢汽轮机螺栓断裂的SEM分析

某发电厂汽轮机汽缸结合处使用了近年来由我国自行研制的20Cr1Mo1VNbB钢[1]做紧固螺栓材料.该螺栓直径42mm,采用"直筒种植"式,旋入汽缸下结合面的螺纹为18扣(80mm),另一端为14扣(60mm),在汽缸结合面之上与螺母配合.设计使用寿命为20～30万小时,但运行了3万小时进行检修时,发现大部分螺栓已断开,断口表面严重锈蚀,其中断在第二、三扣的比例较大,还有个螺栓在拆卸时断裂.由于该钢种螺栓实际运行一直良好,还未见有关其失效断裂的报导,因此有必要利用SEM对这批螺栓断裂成因进行分析和推断.     

基于红外图像处理技术的钢构件损伤识别

针对现有红外图像处理算法在处理桥梁钢制构件损伤图像时信噪比差,对比度低,分辨率低,图像细节丢失,边缘模糊,损伤识别精准度差等问题,本文提出空域滤波与时域滤波结合的红外图像增强算法,以弥补现有算法不足,从多方位抑制图像背景噪声,增强图像细节信息,强化损伤边缘轮廓,实现钢构件损伤部位精准识别与提取,并结合清晰度,对比度,峰值信噪比,均方误差四大指标对处理结果进行定量评价,评价结果表明基于高频强调滤波与非线性灰度转换结合的红外图像增强算法切实可行,且针对红外图像检测下的钢构件损伤识别效果显著.     

强激光非线性效应及光学元件损伤的研究进展

本文综述了强激光系统中受激布里渊散射（SBS）、受激喇曼散射（SRS）、自聚焦等非线性效应以及强激光引起光学元件损伤的研究背景、现状、进展以及存在的问题。并指出其未来的发展前景。     

非线性成像系统中样品损伤引起的伪非线性现象

4f相位相干成像系统是最近发展起来的一种利用单脉冲测量材料三阶非线性的技术.当使用这种技术对薄膜材料进行测量时,部分材料经过高光强照射以后会产生伪非线性图像.这里所说的伪非线性图像是指无论在强的或弱的激光光强照射下,被测量样品的实验结果中总是显示出与非线性材料在高光强下显现出的非线性图像相类似的实验图像.基于多种不同材料的薄膜样品的实验结果,对伪非线性图像的形成原因进行了研究.大量实验表明:伪非线性图像是由样品的两种损伤造成的:一种是样品被碳化或破坏(形成一个黑斑),另一种是样品被剥离或漂白(形成一个白斑).从实验和数值仿真两方面对观点进行了验证.