红外热波脉冲位相法无损检测缺陷深度方法研究

针对目前缺陷深度定量无损检测的需求,利用脉冲式红外热波无损检测脉冲激励的特点,对平底洞试件进行脉冲式红外检测实验,在VC 中通过傅里叶变换处理得到位相热图序列,分析不同深度缺陷的盲频,进而得到缺陷深度.两种材料的深度校正曲线和误差表明,脉冲位相法为缺陷深度检测提供了有效手段.     

基于热波无损检测的缺陷深度检测和边缘识别

红外热波无损检测技术是一种快速、有效的检测手段,可以定量检测铝槽试件下表面缺陷的深度.本文通过几种经典的边缘检测算子对热波图像的处理,表明识别缺陷边缘信息直观、可视化程度高,可作为实验结果的参考依据.     

基于脉冲漏磁检测原理的缺陷分类识别技术

脉冲漏磁检测是一种快速发展的无损检测方法,而相应的缺陷分类识别是缺陷检测与评估中的关键步骤之一.在介绍脉冲漏磁检测原理的基础上,设计了新型传感器,对不同类型缺陷的标准试件进行了测试;通过对缺陷瞬态差分信号的时、频域特性进行分析,提取了峰值、过零时间以及频谱中一特定频率点的幅值作为特征量对缺陷进行分类识别.实验结果表明该方法可对10 mm钢板表面以及下表面缺陷进行有效的分类识别.     

基于红外温度场的焊接质量在线检测方法

利用红外热成像实时无损检测技术对TIG焊接过程中焊缝可能出现的缺陷进行实时检测,以及对工艺参数进行实时监测和优化.红外测温是一种潜在的无损检测技术,它可以有效地用于结构完整性检测和缺陷分析,评价在不同焊接工艺参数条件下的焊接质量.缺陷部位使被检测表面产生温差,在热作用下会在表面产生不同的能量分布,可通过信号处理,热图像的解析,判断缺陷的类型和位置.夹渣和焊缝偏移处红外热成像图上呈现出明显不同的温度分布.当焊接速度由0.4m/min降到0.24m/min时,红外热图像颜色变浅,焊缝的熔池宽度变大.当钨极高度增加,电压增大,电弧分布半径增大,熔池深度略有减小而熔池宽度增大.进一步验证了焊接参数的变化对温度场分布和熔池宽度的影响,并对缺陷进行了实时定性检测.     

基于数字全息的金属薄膜热形变测量

提出了一种利用数字全息来检测飞秒激光脉冲激发金属薄膜产生的表面热形变的方法.主要研究了2束飞秒脉冲激光在低于烧蚀阈值的条件下激发金属薄膜表面所产生的热形变.通过菲涅耳离轴数字全息,记录金属薄膜表面在激光脉冲激发前后的2幅全息图.通过数值再现得出2幅全息图的相位差分布,再由相位差分布确定金属薄膜表面产生的热形变.实验结果表明,低于烧蚀阈值的条件下,飞秒脉冲激光激发金属薄膜的表面形变主要由热效应引起,其分布可以通过热传导微分方程和热弹性理论来模拟计算,数值模拟结果与实验结果相一致.在脉冲激光与物质相互作用及利用所提方法探测光热物理参数方面可以提供理论与实验支持.     

基于脉冲涡流热成像的铁磁性构件缺陷检测

针对铁磁性构件损伤探测问题,提出了二维大津法(Ostu)与多尺度形态学梯度边缘检测相结合的方法,该方法基于脉冲涡流热成像的缺陷无损检测技术,处理分析红外图像,得到缺陷边缘特征,用于监测铁磁性构件的健康状态。首先利用脉冲涡流热成像装置对铁磁性构件加热,并使用红外热像仪摄取红外图像;然后利用二维Ostu算法对获得的红外图像进行分割,得到二值缺陷区域,并对其进行连通性计算,从而得到涡流线圈内缺陷区域,提取裂纹缺陷;最后对所得裂纹缺陷进行多尺度形态学梯度边缘检测,并运用物象关系,测量缺陷几何尺寸。构件缺陷试验证明该方法对缺陷边缘检测效果良好,实现了铁磁性构件缺陷的无损检测。     

基于形态学方法的工件表面缺陷红外热像检测技术

提出一种基于形态学理论的红外热像分割方法,用于工件表面缺陷的自动检测。首先在含缺陷钢制试件红外热成像检测试验的基础上,对工件的红外热像进行灰度化、高斯高通滤波、对数变换和二值化等方法相结合的增强处理;然后采用形态学方法,基于缺陷的空间连续性和缺陷与噪声的尺寸差别,设定连通分量所含像素数的阈值,最终实现红外热像的有效分割。结果表明,新的红外热像处理方法可以实现缺陷位置和形状的精确检测,可作为含缺陷部件的红外检测和自动识别手段。     

铆接结构中缺陷的脉冲远场涡流定量评估技术

针对飞机机身铆接结构检测中难以对缺陷进行定量评估的问题,将脉冲远场涡流检测技术运用于铆接结构缺陷检测之中。利用脉冲激励频谱成分丰富、可提取特征信息较多的优势对铆接结构中缺陷的定量评估技术展开研究。首先,建立铆接结构脉冲远场涡流三维检测模型,对缺陷进行检测,从而确定缺陷位置。在此基础上,分析缺陷类型、尺寸对检测信号的影响发现直接耦合分量幅值与上下表面缺陷深度之间具有不同的变化关系,从而实现对缺陷的分类识别。最终,利用信号的过零时间变化量实现对缺陷深度的定量,在缺陷深度已知的情况下,进一步利用直接耦合分量幅值变化对上表面缺陷长度进行定量;利用间接耦合分量幅值变化对下表面缺陷长度进行定量。     

含曲率结构裂纹的超声红外热波检测数值仿真

针对含曲率结构中裂纹缺陷的检测,采用数值仿真方法研究了超声红外热波技术的可行性。建立不同曲率含有裂纹缺陷复合材料构件的有限元模型,在超声波的激励作用下,获得了构件表面温度分布图,实现了对裂纹缺陷的检测,并对比分析了构件的曲率对检测结果的影响。结果表明:超声热波方法可以应用于含曲率结构的裂纹缺陷检测,并且结构的曲率越大,检测结果越好。     

脉冲涡流热成像检测金属缺陷的激励参数研究

针对脉冲涡流热成像检测中激励参数选择难的问题,提出了一种激励参数优化选择方法。利用COMSOL4.4仿真软件建立金属铝材料裂纹缺陷检测的脉冲涡流热成像仿真模型,研究提离高度、激励频率、渗透深度、激励电流、加热时间等激励参数下裂纹缺陷的脉冲涡流热特性,分析不同激励参数脉冲涡流作用下的裂纹缺陷周边温度场分布与变化规律,给出相应的最优激励参数。实验结果表明,实验仿真结果与理论分析一致,可为检测系统设计提供参考。     

脉冲预泵浦瑞利BOTDA系统的瞬态解析方法

为了解决空间分辨率和频率测量精度之间的矛盾,将脉冲预泵浦的概念引入瑞利布里渊光时域分析系统,建立了运用瞬态受激布里渊散射耦合波方程组描述该系统的数学模型。采用时域有限差分法求解了瞬态受激布里渊散射耦合波方程,仿真拟合了常微分方程组的时域幅值解,并实验验证了脉冲预泵浦瑞利布里渊光时域分析系统散射光功率谱和理论的一致性。结果表明,传感脉冲光、瑞利散射光和声波场三波幅值拟合方程的均方根误差可达0.003 097、0.005 717和0.020 75,沿光纤长度该系统功率谱呈现出携带布里渊信息的瑞利散射特性,可实现光纤温度和应变的传感检测。     

双边约束下形状记忆合金梁的混沌运动

基于非光滑系统的Melnikov方法, 研究谐和激励下双边约束形状记忆合金梁的混沌运动, 得到了系统出现Smale马蹄混沌的必要条件, 并通过数值仿真研究系统的相图、 Poincaré截面图以及最大Lyapunov指数. 结果表明: 数值仿真结果与Melnikov准则下的解析结果相符； 当参数取特定值时, 较大的碰撞恢复系数可抑制混沌, 较大的谐和激励幅值可促进混沌产生.     

四川盆地北部热史波动模型的建立和应用

基于四川盆地北部沉积波动的特点,结合该区的实际地质特征,在该区初步建立了热史波动模型,并应用该模型结合镜质体反射率古温标对四川盆地的大地热流史演化进行恢复,同时利用磷灰石裂变径迹数据对模拟结果进行检验.模拟实验结果表明:志留纪至二叠纪大地热流值波动上升,波动幅度不大,热流值总体相对较低(50 mW/m2),此阶段热流值的波动主要是在海西构造运动作用下,地壳抬升或下降造成的;二叠纪至早侏罗世,是本区热流值最高阶段,最高可达56mW/m2,并且持续时间达到35 Ma,之后降低;此后大地热流值随时间波动上升.从热史波动曲线可以看出,这些波动主要是各期构造运动作用造成地层的抬升剥蚀而形成的.波动热史模型模拟的结果为该区成藏演化史研究奠定了基础.     

弹载毫米波合成孔径被动精确探测系统

合成孔径技术在弹载毫米波被动探测系统中的应用可以弥补被动探测不能给出目标距离的缺点,大大提高了系统的性能.本文首先介绍了近程毫米波合成孔径技术,其主要特点是成像公式中存在二次相位补偿因子,相位补偿后会使近程脉冲响应变窄,幅值提高;然后提出近程条件下的合成孔径被动测距原理,近程辐射球面波,其波前曲率和传播距离呈反比,测距原理是通过估计二次相位因子的调频斜率确定电磁波的传输距离;最后采用了双正交傅里叶变换算法进行被动测距,这种变换可以有效地估计多线性调频信号的调频斜率.     

三元相图中特殊点的冷却析晶过程

运用相律和相图基本知识分析了三元相图中特殊点的冷却过程 ..位于晶相组成点连线上的原始组成点 ,其冷却析晶的最终产物为该组成点所在连线两端所代表的晶相 ;位于界线上的组成点和位于无变量点上的组成点 ,冷却析晶的最终产物为原始组成点所在分三角形三个顶点所代表的晶相     

摇摆条件对反应堆系统热工水力特性的影响

船用核动力装置在海洋环境中受到风浪等影响会发生运动。摇摆条件对一回路系统热工水力特性影响比较复杂。为了研究摇摆条件影响,本研究开发了海洋条件系统热工水力分析程序STAC,并利用实验对程序海洋附加力模型进行验证。利用系统程序STAC对摇摆条件下反应堆系统热工水力特性进行模拟研究,结果表明：摇摆条件下强迫循环工况的参数变化比自然循环工况的参数变化小;与纵摇相比,横摇运动影响较大;摇摆条件下系统热工参数存在波动幅值最小的周期点。     

非晶硅薄膜太阳能电池热模型的模拟与实验研究

为了研究柔性非晶硅薄膜太阳能电池(a-Si PV)在晴和多云天气下的温度值,基于能量守恒法建立了a-Si PV的光热模型,考察了各部分参数取值,编写了微分方程的求解程序,并设计研制了一套实验模型进行验证.实验结果表明:a-Si PV电池的温度受日照辐射强度的影响最为显著;安装角度和环境温度也在一定程度上影响a-Si PV的温度值;晴天时的温差大于多云天气下的温差.实测值与模拟值对比表明:该模型可以准确模拟PV温度在晴和多云天气下的变化;数值结果与实验结果最大差值为3.9°C,主要原因是多云天气日照辐射强度的波动性和PV材料热容引起的热响应时滞.建立的a-Si PV热模型考虑了主要的影响因素,可较为准确地得到在晴和多云天气下的温度变化.     

参激Duffing-Van Der Pol振子的混沌演化与激变

运用分岔图、相图、Poincare截面图、快速傅里叶变换(FFT)图、最大Lyapunov指数图、吸引域等各种数值方法,研究了Duffing-Van Der Pol振子在参数激励下的一系列动力学行为,揭示了该系统复杂的分岔、混沌现象.通过共存时吸引子及相应吸引域的变化,研究了混沌吸引子的形成与激变.