具有平行四边形截面的杆类结构波动特性分析

超声导波无损检测技术具有高效、快捷、灵敏等特点,应用前景广泛。复杂结构的无损检测方案,需要根据结构中超声导波传播特性分析结果进行优化选取。针对平行四边形截面杆,采用同时满足平行四边形域基本方程及斜边边界条件的斜坐标系,建立了完整的平行四边形杆的波动力学方程。采用分向半解析法,计算得到了平行四边形杆中超声导波的频散曲线,并分别研究了斜坐标系角度、对角线之比和邻边边长之比对纵向、扭转模态频散特性的影响规律。最后,通过导波激励、接收实验,验证了计算所得结论的正确性。     

基于虚拟示波器的涡流应力测量装置研制

为将涡流阻抗法应用于金属构件应力的快速测量,基于改进的矢量伏安法,采用虚拟示波器技术,研制出一套测量参数可控的便携式阻抗测量装置。实验测试了信号平均次数、电路采样电阻等对涡流传感器阻抗-频率特性曲线测量精度的影响规律,在优化参数条件下,研制的阻抗测量装置与Agilent 4294a的测试结果较为一致,相对偏差在±5%范围。将便携式装置应用于金属杆件的涡流应力测量:先后对45号钢杆和LY12铝合金直杆进行拉伸实验,测量粘贴于直杆上涡流传感器的阻抗变化,回归分析得到阻抗变化率与拉力的直线拟合方程(拟合优度大于0.9)。实验结果表明,基于虚拟示波器的阻抗测量装置可以基于涡流测力原理,实现金属构件应力的快速、有效测量。     

杆中导波声弹敏感模态与激励频率的确定方法

基于超声导波声弹性效应检测波导结构的应力水平具有潜在的优势。为实现超声导波声弹应力检测的关键技术——检测模态与激励频率的选取,提出一种基于Murnaghan超弹模型的有限元特征频率法。使用该方法计算预应力杆中的频散特性,得到反映不同激励频率应力敏感性的声弹频散曲线,与文献中的L(0,1)模态试验结果进行对比,趋势一致,说明该方法的适用性。为进一步验证该方法的可靠性,选取L(0,1)模态声弹敏感的几组频率,在自制拉伸试验平台上,对碳素钢杆进行超声导波声弹试验。试验结果表明:低应力区域误差较大,在高应力区域误差均低于10%,且声弹常数与理论结果趋势一致。研究表明该理论方法可指导超声导波声弹应力检测时频率与模态的选取。     

扩散焊接件的非接触式激光超声检测

采用激光超声技术对扩散焊接件的界面联结质量进行非接触检测。实验结果表明,该方法对检测界面处的人工缺陷是切实可行的,其缺陷回波很容易辨别。     

树脂锚杆锚固质量超声导波检测技术

研究了锚杆锚固质量超声导波检测技术。根据理论得到的频散曲线,选取适合树脂锚杆锚固质量检测的高阶纵向模态和激励频率。试验中,直径22 mm,长2 800 mm的锚杆埋置于长度不断增加的环氧树脂层中,采用脉冲回波法在锚杆结构中接收不同锚固长度时高阶纵向模态的第一次端面回波。试验结果表明,随着树脂握裹长度的增加,高阶纵向模态的第一次端面回波峰峰值呈近似线性下降趋势。     

光纤传感技术在检测中的应用与展望

针对光纤技术在检测中利用外界因素改变使光在光纤中传播时光强、相位、偏振态以及波长(或频率)等特征参量发生变化的特点,分析了日前光纤传感器原理与类型,论述了光纤检测技术的特点,同时对国内外光纤检测技术的应用进行了回顾,并对分布式光纤声波传感器在流体管道泄漏实时监测方面的研究进行了展望.     

基于均匀设计的磁混频硬度检测激励参数优化

在对铁磁材料进行磁混频检测时,高低频励磁场的激励参数直接关系到磁混频效应的强弱及检测灵敏度。针对铁磁材料硬度磁混频检测问题,利用均匀设计方法研究了励磁场参数对磁混频效应的影响。基于模糊理论,建立了包含变异系数和相关系数两个特征指标的混频效应模糊评价模型。在此基础上,通过回归分析,获得磁混频激励参数对混频效应的影响规律,并优化出获得较强磁混频效应的激励参数组合。优化结果表明,混频激励参数选择对磁混频效应有很大的影响,利用优化得到激励参数可以获得更强的混频效应,大大提高了混频检测的灵敏度。研究工作有力地推动了磁混频检测技术在无损检测领域的应用。     

Ultra 2020功率放大器的计算机控制

为了调节Ultra 2020功率放大器以用于超声信号的放大,针对一般情况下功率放大器的放大倍数无法调节的特点,利用PC机、Powernap数据采集板及Visual Basic语言编制软件,完成了对Ultra 2020功率放大器的实时控制,不仅可以调节功率放大器还可以对其参数状态监控,其特点是输出功率稳定、可控,使用方便、应用界面友好. 并为下一步用超声导波监测试件奠定了一部分实验基础.     

用于激励超声导波的任意波形发生器

通过PC机编程生成试验所需的高频调幅信号,分别经RS232串口及IEEE488并口发送给任意函数发生器HP33120A,经函数发生器接收、处理后,输出所需超声波激励信号;着重研究了PC机与任意函数发生器之间基于RS232与IEEE488接口的数据通信以及信号频率与周期的可调整性;成功地实现了汉宁窗、高斯窗调制的任意频率单音频信号的产生,达到了任意波形发生器的功能.     

一种管道泄漏检测无线智能传感器的设计

设计了一种用于检测管道泄漏的无线智能加速度传感器。进行了敏感元件的选型、硬件电路和传感器外形结构的设计,并编写了传感器接口应用程序。将设计的智能传感器用于管道泄漏检测实验,结果表明:该传感器可很好地获取应用于管道泄漏信号检测,并具有较好信噪比。