爆炸冲击的激光多普勒远距离测量技术的研究

利用激光多普勒效应和数字信号处理方法,获取爆炸冲击过程中的高速变形参数,以此作为对爆炸强度分析的依据。根据爆炸变形的特点,设计了外差式纵向激光多普勒测量系统,提出了相应的数字滤波和频谱分析的信号处理方法,实现了爆炸变形的动态测量。系统测量的位移量程为±30mm,速度量程为-10~+20m/s,测量距离为4.5m。与振动台的试验对比,位移测量相对误差小于1%。给出了圆筒钢制爆炸容器在300gTNT当量炸药爆炸过程中弹性变形的测量结果。     

基于局部基底弯曲法的高灵敏度薄膜应力测试技术

针对MEMS(micro-electro-mechanical system)和NEMS(nano-electro-mechanical system)对薄膜应力测试的要求,开发了一种新型高灵敏度薄膜应力测试技术,使用自行搭建的准纳米光学干涉测试系统,利用局部基底弯曲来检测薄膜的内应力.该方法不仅保留了传统基底弯曲法的所有优点,而且消除了其系统误差.使用ANSYS对测试结构进行了模拟和优化,对于30nm厚的薄膜,应力检测的分辨率为1.5MPa,优于目前国际上的相关报道.本测试结构使用各向异性腐蚀和DRIE(deep reactive ion etching)完成,加工工艺简单实用.文中使用该测试技术对常用MEMS薄膜的残余应力进行了测量,结果与其他测试方法得到的结果基本一致,测量重复性优于1%.该技术可以用于测试纳米级薄膜及超低应力薄膜的内应力.     

共振隧穿二极管的压阻特性测试与研究

设计并搭建了检测共振隧穿二极管(RTD)压阻特性的实验系统,测试了RTD结构在不同应力状态下I-V特性曲线的漂移.实验结果表明RTD结构压阻特性的灵敏度大于1×10-8Pa-1.为了更精确地定量表达其压阻特性,研究了同一RTD结构I-V特性的一致性,得到相同环境条件下RTD电阻的最大相对漂移量小于3%,其中1%由测试仪器造成.     

高斯激光辐照下膜基系统的温度场和应力场的瞬态分析

本文根据加载激光的工艺参数以及薄膜、基体的材料特性,建立了薄膜与基体的有限元模型,对高斯激光在加载在薄膜表面后的温度场进行有限元模拟,获得膜基系统中温度随时间的变化关系以及薄膜界面结合处的温升规律。并在此基础上根据薄膜和基体的热膨胀性能,进行薄膜和基体的应力场模拟,获得了膜基系统的应力场随时间的变化关系。模拟结果表明：在激光加载过程中,薄膜和基体中的温度场随着时间增加,由于热传导系数的差异在薄膜和基体之间产生温差。在膜基系统中产生的应力场主要集中在薄膜内部,膜基界面结合处产生的应力较大会导致薄膜的脱粘。模拟结果定性地反映了薄膜和基体中温度和热应力的变化规律,为分析激光划痕法的作用过程提供了一定的理论依据,对研究膜基系统失效进程具有重要意义。     

曲轴激光喷丸强化试验研究

采用实验的方法,研究了激光冲击强化对175A型柴油机曲轴疲劳寿命的影响,取得了激光冲击强化试验条件下曲轴过渡圆角处残余应力场的数据。并将激光冲击强化工艺效果和曲轴滚压强化效果做了对比性分析,结果表明：虽然激光冲击强化效果不如曲轴滚压强化,但考虑到激光工艺参数精确可控、加工质量好、成本低以及可避免滚压强化所造成的表面疲劳、撕痕等,激光冲击强化工艺可望代替滚压强化成为新型的曲轴强化手段。通过此类激光冲击强化强化实验可优化激光冲击的相关参数,使曲轴过渡圆角产生有利的残余应力场。     

基于变形模板的多目标识别与定位

典型目标的识别与定位是无人机应用系统的关键技术之一,但实现完全地自动目标识别和定位存在一定的困难。该文提出一种采用变形模板进行多个目标的识别和定位方法,以机载传感器的融合图像为基础,并引入人在回路的思想,设计了基于变形模板的多目标识别和定位算法,重点研究了多目标变形模板库的构造和相应能量函数的定义,而变形模板的优化采用具有保优策略的遗传算法实现。仿真实验表明该方法具有较高的目标识别与定位能力,可以有效解决无人机图像中多个典型目标的识别与定位问题。     

用激光双参考光两次曝光法检测机械变形

用可分离双参考光两次曝光全息干涉法叙述了测量物体变形的方向,并设计了光路系统。用两个平面反射镜将一束扩展激光束分成两束参考光和一束物光,记录物体变形下的可分离双参考光两次曝光全息干涉图,从理论上对此作了分析,给出实验结果。     

各向异性条件下岩石力学参数对井壁应力的影响

为了使井壁应力计算值更贴合井下实际工况,本文基于广义平面应变假设和连续均匀线弹性理论,建立了各项异性岩石地层的井壁应力计算模型,并使用软件Matlab编程计算不同力学参数井壁处的应力,分析不同各向异性力学参数在何种情况下可以做各向同性假设,以便更准确的确定井壁应力,使井下工作顺利开展。     

气田管道智能管控技术研究应用

第二采气厂所辖气区覆盖面积大、站点多、管网复杂,管道基本分布在沙漠、沟壑险峻的山地等复杂地形的区域。管道穿越道路、河流多而复杂,再加上陕北特殊自然条件下的季节性河流,时刻对管道的安全管理提出风险挑战。如不能及时掌握管道的应力变化信息,其不良后果和经济损失是十分明显的,为保障天然气输送管道线路的安全运行,对管网运行数据以及管道应力、振动数据进行实时监测,通过报警限值设定,实现紧急情况进行告警,及时进行处置,同时利用大数据分析,对管道整体运行情况进行评价,保障气田管网及重点管道安全运行。本文对管网、长输管道现场智能化管理技术及管道应力、振动监测技术进行阐述。     

超声波法焊接残余应力测量技术

总结了超声波法测量焊接残余应力的技术原理及发展历史,指出了声弹性的非线性原理的进一步发展是完成工程结构残余应力精确测量的基础。介绍了西安石油大学超声法应力测量设备的技术特点,以及超声波法在石油管道、高速列车、应力监控等领域的测量工程实例。对焊接残余应力场的声弹性不稳定现象进行了分析,对超声波法测量焊接残余应力的应用进行了总结,提出了适应石油行业残余应力测量的发展方向。