基于漏磁信号的钢轨斜裂纹识别

高速铁路的钢轨缺陷主要表现为斜线状接触疲劳裂纹,并且经常是一连串的相似斜裂纹同时出现,成为危害铁路运输安全的重要因素。对钢轨斜裂纹的检测是铁路无损检测领域的重要任务。基于漏磁检测技术,通过有限元软件Ansoft仿真研究了钢轨斜裂纹的识别原理及方法,包括理论分析、模型建立、斜裂纹与矩形裂纹的漏磁信号差异、斜裂纹深度与宽度的识别以及连续多个斜裂纹的识别等。研究结论可以为进一步的试验研究提供理论指导和仿真依据。     

钢轨漏磁检测的速度效应

随着铁路列车速度与运量的增加,对钢轨检测速度的要求也不断提高,原有静态条件下的缺陷识别方法需要加以改进。为此研究了钢轨漏磁检测的速度效应。首先通过公式推导,从理论上讨论了检测速度对漏磁信号的影响;然后以有限元方法为基础,在Ansoft软件中建立了研究模型,仿真分析了不同检测速度时的信号差异,总结得出了一些有意义的结论;最后以裂纹的深度和宽度检测为例,研究了检测速度对特征信号的影响规律。     

高强耐磨PPS/PTW/GF复合材料的制备与性能研究

在聚苯硫醚(PPS)中加入活化处理过的钛酸钾晶须(PTW)和玻璃纤维(GF),熔融共混挤出制得PPS/PTW/GF复合材料。探究了复合材料力学性能和摩擦性能随钛酸钾晶须添加量的变化以及复合材料力学性能随玻璃纤维添加量的变化关系。结果显示,添加适量的钛酸钾晶须能改善材料的力学性能和摩擦性能,降低了磨耗。玻璃纤维的加入能较大幅度提高材料的力学性能。当PPS/PTW/GF质量比为48/12/40时,可制得综合性能优良的高强耐磨复合材料,其冲击强度10.1 kJ/m2、拉伸强度157 MPa、弯曲强度208 MPa、摩擦因数为0.14、磨耗量28 mg。     

反射率补偿型声表面波标签的温度测量

声表面波器件卓越的性能,极其适于集识别与传感一体的应用.研究了反射率补偿型声表面波标签的温度测量可行性:分析并消除了反射栅结构差异对相位延迟的影响;提出相位比例尺递推的思想,在保证测温精度同时,极大拓展了测温范围;反射栅间相位延迟的线性拟合,减少了噪声相位对测温的影响;提出斜率温度系数的概念,理论推导表明此参数与反射栅位置、结构无关,简化了测温标签的标定工作量.实验验证了反射率补偿型声表面波标签测温的有效性,并在30 ～ 130℃内获得了±0.3℃的测温精度.     

覆冰CFRP板中水平剪切波的传播特性

针对超声导波技术在飞机结冰探测中的应用前景,结合航空复合材料的发展趋势,着重研究了水平剪切波在覆冰碳纤维增强复合材料板中的传播特性。提出了由独立工程常数获取材料刚度矩阵的方法,采用转移矩阵法建立了层状结构波导模型,克服了传统全局矩阵法求解过程复杂耗时的缺点。绘制了多种不同状态下的水平剪切波频散曲线,通过对比其差异,总结了有无冰层、冰层厚度和冰层类型对水平剪切波传播特性的影响及其规律,为结冰探测研究提供了理论基础。     

声表面波标签的相参阅读器设计

现有与声表面波标签匹配的阅读器通常采用非相参的超外差结构,并通过开关截断以产生激励脉冲信号。由于开关闭合时刻和本振信号初相位的随机性,该方案所测回波相位为一个不确定的值,无法与距离等待测量建立函数关系。本文设计了一种相参阅读器,在发射链路使用功分器将信号源产生的信号分为两路同相信号,并把其中一路引入接收链路的下混频器作为本振信号,由此可使回波相位为一确定值。实际制作了阅读器电路,测试了发射、接收链路,并结合声表面波标签进行了实验,通过与矢量网络分析仪测量结果对比,表明了该阅读器的有效性。