增材制造点阵结构的超声共振谱性能表征

为了实现增材制造的点阵构件性能的可靠、快捷评判,优选超声共振谱技术进行检测方法研究. 使用增材制造工艺,制作了一系列Ti-6Al-4V的点阵结构试样,结构内含有不同宽度的平面型缺陷. 基于自建的超声共振谱检测系统开展试验,利用纵波超声换能器作为振动的激励源与接收传感器. 对共振频率与振动模态进行甄别,选取可靠的共振频率组合作为评判指标,构建马氏空间,按马氏距离对缺陷进行定量分析. 试验结果表明,虽然点阵试样结构复杂,但仍可以测得清晰明显的共振频率峰,且测量结果重现性好. 结果分析表明,点阵试样的共振频率峰位置与缺陷尺寸大小有强相关性,采用马氏距离可以实现缺陷的定量评价. 研究表明,超声共振谱技术为增材制造的复杂点阵构件的性能表征提供了较好的无损检测（NDT）解决方案.     

特殊结构弹性元件力学性能表征方法

针对特殊结构弹性元件的性能参数测试要求,设计了其力学性能测试方法和装置。利用该方法和装置开展了弹性元件持久压缩试验和工作压力表征,并对影响测试结果可靠性和稳定性的工艺参数进行了探索,在模拟元件服役结构环境的基础上建立了稳定可靠的表征方法。结果表明:该方法和装置能准确表征特殊结构弹性元件的力学性能。     

钢的等效射线衰减系数的实验分析

利用X射线数字成像技术检测薄壁钢件时,需根据钢的等效射线衰减系数进行检测工艺参数优化。然而,多色、宽束条件下的等效射线衰减系数难于获得。为此,通过实验方法,对钢的等效射线衰减系数进行有效测量。首先,对等效射线衰减系数的测量方法及影响要素进行分析。然后采用面阵列射线探测器对0.05 mm厚的钢箔测量射线强度的变化量,得到了30～150 kVp射线管电压下的钢的等效射线衰减系数。实验结果表明:相较于单能、窄束射线条件下得到的衰减系数,实验得到的等效射线衰减系数明显偏大。假定射线探测器为理想探测器,结合不同管电压的射线能谱,经计算得到的等效射线衰减系数与实验结果趋于符合;借助于图像质量指标分析得到的等效射线衰减系数值,则与实验测量值完好符合。因此在射线成像检测实践中,有必要对等效射线衰减系数进行实际测量:此系数与通常单能、窄束射线条件下得到的衰减系数明显不同,它与图像质量指标存在直接的关联。     

数字射线面阵探测器校正的优化技术

数字射线探测器的校正效果很大程度上影响到射线检测的图像质量,为避免图像质量出现不可控或严重劣化问题,对数字射线面阵探测器的校正及其优化技术进行了研究。分析了射线探测器的校正程序、射线探测器的信号转换过程,在此基础上,改变射线能量、射线强度,进行探测器的校正试验。实验结果表明:经有效校正处理后,探测器各像元间的不一致情况明显得到抑制,图像灰度值达到较均匀状态。探测器校正时,接收的射线强度高,可获得更高的图像信噪比,从而有利于提高图像质量。探测器校正时使射线能量与射线检测时的能量相同,可在射线检测时获得良好校正输出。通过试验分析可知,优化数字射线探测器校正方法的关键在于选取适合的校正因子;而对于图像质量已劣化的数字射线探测器输出,仍可采取措施使输出的图像质量得到改善,即先将劣化图像还原为特定射线辐照下探测器的响应,然后使用合适的校正因子对还原后的探测器响应进行校正。     

KDP晶体塑性域切削技术研究

通过对KDP晶体等脆性材料压痕实验中的塑性行为分析,说明了实现KDP晶体等脆性材料塑性域切削的可行性.通过对脆性材料的切削模型进行分析,阐明了刀具几何尺寸以及切削用量对KDP晶体切削过程的影响.分析已有模型的不足,同时提出了从微观角度建立材料脆性断裂判据,以完善KDP晶体塑性域切削机理的研究思路.     

超声法测量螺栓轴向力的测量准确度分析

用超声法测量螺栓轴向力时,测量结果受多因素的复杂关联影响,这导致测量准确度偏低。为实现短螺栓(M8×37)紧固后轴向力值的准确测量,针对超声法测量螺栓轴向力问题进行理论分析,构建测量误差模型;对测量中的若干要素(如温度、探头位置与耦合状态等)进行分离、控制,分两阶段开展试验,研究多要素对测量结果的影响规律,探知可达的测量准确度。分析结果表明:用超声法测量螺栓轴向力时,声时差-轴向力系数对测量结果的准确度影响显著,故应对系数进行准确标定,使之与测量螺栓有效匹配;温度的波动、探头耦合状态的改变,使测量结果准确度降低,此时应采用温度补偿、二次回波分析法将这些因素的不利影响排除;探头摆放位置的不一致将使测量准确度显著降低,但可借助于相关分析方法对测量异常值进行识别与剔除。通过合理有效的测量工艺控制措施,可使超声法得到的螺栓轴向力测量结果具有较高的准确度,满足工程应用需求。