超声热成像对含曲率TC4结构表面裂纹的检测仿真

目的 针对含曲率TC4结构的表面裂纹,在分析超声红外热成像检测原理的基础上,进行有限元仿真模拟,研究激励条件对检测效果的影响规律,得到最佳激励参数。方法 首先,设置不同激励幅值、激励频率、激励时间及激励位置等多组方案进行仿真计算。然后基于仿真优化出的最佳激励方案,对含表面裂纹的某航空发动机叶片进行检测,证明仿真结果的准确性。结果 在超声激励过程中,裂纹缺陷区域与非缺陷区域的温差逐渐上升,并在激励结束时达到最大表面温差。随着激励幅值的增加,最大表面温差逐渐上升,上升速率逐渐减小;随着激励频率的增加,最大表面温差逐渐上升,上升速率逐渐增大;随着激励时间的增加,最大表面温差逐渐上升,80 ms后逐渐趋于定值。在裂纹扩展方向上,超声激励施加在构件中央时,检测效果最佳;在垂直于裂纹扩展方向上,超声激励施加在裂纹正下方时,检测效果较差,激励源向两侧移动10~20 mm时,检测效果最佳。通过对含表面裂纹的某航空发动机叶片进行检测试验,可以清晰地看到裂纹信息,检测效果较好,表明仿真结果可靠。结论 研究成果有效地揭示了激励幅值、激励频率、激励时间及激励位置对检测效果的影响规律,为超声红外热成像技术检测含曲率结构表面裂纹的优化奠定了理论基础。     

镀镍层对钽合金微弧氧化层抗热冲击性能的影响

在钽合金微弧氧化陶瓷层表面电镀镍,分析了陶瓷层和镀镍层的形貌、成分组成及陶瓷层与镀镍层的结合情况,研究了陶瓷层与熔融镍接触时镀镍层对其抗热冲击性能的影响。结果表明：采用微弧氧化技术在钽合金表面制备的陶瓷层主要成分为Ta₂O₅,厚度可达30~35μm;采用PVD结合电镀的方法在陶瓷层表面制备的镍镀层厚度为20~30μm,且镀镍层表面致密,镀镍层与陶瓷层结合连续紧密;没有镀镍层的钽合金试样在浇铸过程中受到熔融镍的热冲击后表面陶瓷层会开裂失效,导致基体被熔解;有镍镀层的钽合金试样在受到熔融镍的热冲击后表面陶瓷层连续完整,镀镍层可以有效地防止陶瓷层开裂,显著提高陶瓷层的抗热冲击性能。     

承载超声冲击下焊接接头疲劳性能的改善

采用承载超声冲击处理的方法对20号钢T形管接头进行处理,并与原始焊态、非承载冲击处理态试件进行了对比.结果表明,在高应力比R=0.75的加载条件下,与原始焊态接头相比,非承载超声冲击和承载超声冲击的疲劳强度分别提高了23%和70%,疲劳寿命分别延长了1.4倍和5.6～8.5倍.从超声冲击处理区域表层组织、接头焊趾区表层硬度、焊接接头残余应力等方面比较了承载和非承载超声冲击提高焊接接头疲劳性能的异同,并采用有限元软件ABAQUS模拟了两种超声冲击处理下焊接接头的应力分布,与非承载冲击处理试件相比,承载冲击处理试件表面压缩应力值大,压缩应力层深.     

超声振动和挤压压力作用下含0.6%Fe Al-Cu合金的 显微组织和力学性能

采用光学显微镜（OM）、扫描电子显微镜（SEM）和能谱（EDX）、图像统计以及拉伸试验等手段,研究超声振动（UT）和挤压压力（P）联合作用对铸态Al-5.0Cu-0.6Mn-0.6Fe合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,P + UT工艺对处理和α-Al、富铁相和Al2Cu的形貌和尺寸有显著影响,富铁的金属间化合物,促进α-Al形貌由树枝状向球状转变,降低了α-AlAl6(FeMn)和Al2Cu相的尺寸。P + UT工艺有利于减少压力作用下经常出现的双峰组织和晶界偏析。P + UT工艺下得到最好的铸态力学性能：抗拉强度（UTS）：268 MPa,屈服强度（YS）：192 MPa,伸长率：17.1%,分别比重力铸造的合金高为64%、59%和307%。     

微细超声加工机床运动控制系统设计

微细超声加工机床设计包括硬件设计与运动控制系统设计,运动控制系统是机床的核心组成部分,直接或者间接地影响到加工质量与加工效率。采用宏微复合的硬件设计结构能有效地保证运动控制精度,针对精密微三维运动平台,基于LabVIEW开发了微细超声加工中的运动控制系统,该系统包括初始化模块、粗对刀模块、精确对刀模块、绝对坐标实时显示模块、数据采集模块与加工模块。将微细工具所受的实时力与微三维运动平台的运动结合形成闭环控制,能有效地实现精确对刀以及恒压力进给加工。最后,对控制系统进行了测试,研究了恒力控制范围与增量位移、进给速度、回退速度之间的关系。     

周期性热冲击条件下铸轧辊辊套温度场仿真

根据连续铸轧过程中铸轧辊辊套的实际工况,对铸轧辊辊套在受到铸坯周期性热冲击情况下温度分布规律进行了仿真分析,得到了在考虑铸轧辊辊套与铸坯接触界面热导时,铸轧辊辊套在不同铸轧速度时的稳态温度分布规律。     

镀镍渗硼层的抗热震及抗高温氧化性能

研究了４５钢镀镍渗硼层的抗热震能力及抗高温氧化性能。研究结果表明，镀镍渗硼层的硼化物齿间存在γ－（Ｆｅ，Ｎｉ）固溶体，渗层表面含镍量较高，渗层致密、光滑、可明显改善单一渗硼层的抗热震及高温氧化性能。     

旋转超声波加工中延性去除模式的实验研究

介绍了工程陶瓷旋转超声波加工中延性去除模式的存在条件及材料去除机理，通过实验分析了各种加工参数对材料去除率的影响。实验结果表明，适当增加转速、降低静压力、相应地减小磨料粒度，有利于实现工程陶瓷材料去除机理由脆性去除向延性去除转变。在延性去除模式下，磨料粒度、静压力、转速和振幅的增加均导致材料去除率的增加。     

高能超声处理对锡锑包晶合金凝固组织的影响

在锡锑包晶合金的凝固过程中导入高能超声，不仅显著细化α相和β相晶粒组织，同时使具有立方晶体特征的β相组织有明显的球化趋势，消除了密度偏析，分析了高能超声细化凝固组织的机理。     

NUMERICAL SIMULATION OF ULTRASONIC NON-DESTRUCTIVE TESTING FOR WELDS

A computer simulation technique for ultrasonic propagation is utilized for the simulation of ultrasonic nondestructive testing (NDT).In this paper,one goal of the simulation is to compute ultrasonic field radiated by arbitrary transducers into pieces under examination.The other simulates a testing experiment.The simulation approach is based on the model for the computation of the ultrasonic field in isotropic media radiated from actual NDT transducers.After the field is known, remaining to be modeled is the interaction between this field and the scatters (defect) and the echo structure. The model of beam-defect interaction is based on the Kirchhoff‘s diffraction approximations theory applied to elastodynamics.We assumed that the incident wave fronts on the defect are plane in the case of a focused immersed transducer and material is isotropic and homogeneous.The simulating results demonstrate that the model in ultrasonic NDT of welds is practical in further research and useful in optimizing testing configurations.