用超声波确定应力强度因子时对波型的选择

利用与超声纵波相应的材料声折射率和应力强度因子的关系，并考虑到横波、纵波在材料中的传播速度及其与入射角、反射角的关系，研究了用超声波确定应力强度因子时对波型的选择。发现：一列超声纵波入射于含裂纹的受力试件表面时，由于反射与折射，将有两列超声纵波透过试件后表面，四列超声纵波穿出试件前表面。要用超声波确定应力强度因子，只能采用透出试件前(或后)表面的第一个纵波信号。     

基于SV—DH声速测试仪研究液体的压缩系数

利用SV—DH声速测试仪测量超声波在不同液体介质中传播纵波的传播速度,进一步测量出这些液体压缩系数。测量结果与标准值相比,利用该方法测量液体压缩系数具有原理简单、相对误差较小的特点。为测定液体的压缩系数提供了一种新方法。     

基于声弹性效应的钢轨应力检测方法

针对超声波声速随钢轨应力变化而改变的特征,采用测量时间差的方法获得速度信息,设计开发了基于FPGA和USB接口的超声波传播时间精确测量系统.通过巴特沃斯低通运算去除信号中的噪声,基于互相关算法得到了超声波的传播时间差,并通过三次样条插值方法提高了时间差的测量分辨率.基于钢轨拉压实验平台,测量了不同应力状态下超声波在钢轨中的传播时间,获得了超声波在钢轨中的声弹性常数.实验表明:在钢轨中超声波的传播速度随应力的改变成线性变化,通过测量钢轨中超声波的传播速度,结合温度补偿算法,可实现钢轨应力的实时在线监测.     

熔石英的四阶弹性常数

根据Ｍｕｒｎａｇｈａｎ的有限形变理论和Ｗａｌｌａｃｅ的预应力固体热弹性理论，导出了在流体静压力和单轴应力下立方对称或各向同性固体中小振幅弹性波传播速度与二、三、四阶弹性常数间的非线性应力关系式．用脉冲超声回波重合技术，在０．１至７００ＭＰａ的压力范围，对不同的预应力和波的传播条件，测量了熔石英中超声纵波和横波自然声速值随压力的变化，由实验结果确定了熔石英全部独立的四阶弹性常数．     

螺栓应力超声测量方法的改进

利用超声纵波声弹性方法测量螺栓紧固应力,必须知道无应力时超声波在螺栓中的传播时间,这给实测紧固应力带来困难。本文采用纵波和横波声弹性相结合的方法可以消除这个限制。另外,对环境温度、螺栓形状等实际因素的影响也进行了实验研究。     

天然气水合物样品声纵波特性和温压影响测量

介绍了低温实验室合成天然气水合物声纵波传播速度和衰减的测量,以及不同温度和压力条件对纯甲烷水合物样品纵波传播速度的影响．在0—15℃温度范围内测量了冰、四氢呋喃（tetrahydrofuran,THF）水合物、天然气水合物样品及它们与砂的混合物样品的声纵波速度和声波穿透后的幅度．当冰、THF水合物、天然气水合物的密度分别为898,895和475kg／m3时,纵波速度分别为3574,3428和2439m／s,衰减依次增大．天然气水合物与砂的混合物的纵波速度明显低于冰与砂和THF水合物与砂的混合物样品的速度,它们的声衰减都比较小．实验室合成的天然气水合物密度比较低,当密度为475kg／m3时,纵波速度为2439m／s;经过压实密度增加,纵波速度随之增加,而衰减逐步减小,当密度为890kg／m3时,速度为3259m／s．在温压影响实验中的两个样品均在同样的初始条件下生成,但水的转化率不一样．在9．6～38MPa的压力范围内,随着活塞压力和孔隙压力的增加,甲烷水合物样品纵波速度也随着增加,从3049m／s增加到3337m／s．不同温度下甲烷水合物样品纵波速度随温度的增加而减少,速度从3800m／s降到3546m／s,且在冰点附近变化很大．     

岩石裂隙中的含水量对岩石声波速度的影响

曾采用超声波测量了岩石中纵波速度随含水量的变化。通过干燥和饱和岩石的纵波速度之差异随孔隙率的增加而增加的关系,在本文中,我们定量地探讨了岩石中含水饱和程度对纵波速度的影响。     

声速法研究时效温度对Ti27Nb8Zr合金弹性性能影响

将Ti27Nb8Zr合金进行固溶时效处理,应用超声水漫聚焦法并结合纵波掠入射方法测量超声波在各个时效样品中的传播速度,基于声波在各向同性、均匀固体介质中的传播规律,推算时效样品的弹性性能指标.结果表明:随时效温度的升高,声速和弹性性能指标逐渐降低,泊松比增大.分析认为:随着时效时间的延长,马氏体逐步分解成形态与含量均不...     

用声波测井方法估算碳酸盐岩贮集层孔隙率的探讨

测量井剖面声波传播速度以判断岩性并估算贮集层孔隙率的方法已得到广泛的运用。 根据声波纵波传播速度估算岩层孔隙率的方法基于以下假设:当孔隙在岩层中是均匀分布的,孔隙率变化范围不大时,声速测井测得的岩层平均时差△t(即在单位厚度岩层中声波传播所需的时间)和岩石骨架声速V_ma(指纵波,以下同),孔隙中液体的声速V_t以及岩层孔隙率φ之间有以下近似关系:     

弹簧纵波的理论和实验研究

通过对弹簧振动特性的分析,建立了弹簧纵波方程—简谐波方程.得到了弹簧上纵波传播速度与弹簧参量间的理论关系,并从实验上进行了验证.     

薄壁圆筒容器壁厚的电测方法

对主要测厚方法进行比较,提出对薄壁容器壁厚的测量采用电阻应变测量技术更为可靠;利用应力状态理论和广义胡克定律,推理出薄壁圆筒容器一点处轴向应力和周向应力与壁厚之间的数值关系;并采用电阻应变测量技术,找到一种通过测量圆筒容器一点的正应变来测量容器壁厚的方法,具有重要的工程意义.     

孔隙含气压力对不同孔隙结构砂岩声学属性的影响

为研究孔隙含气压力对不同孔隙结构砂岩声学属性的影响,以大港油田3块不同孔隙结构砂岩为研究对象,利用自研的实验装置在多个含水饱和度点测量了砂岩纵波波形、幅度和速度随孔隙含气压力的变化。定义了1个声波幅度衰减变量I来表征首波幅度的衰减。结果表明:随着孔隙含气压力的增加,声波幅度下降,波形后移,中高孔渗砂岩在低含水饱和度下的声波波形甚至发生一定程度的畸变。变量I与含气压力呈线性负相关,且孔隙结构越好,含水饱和度越低,线性负相关关系越好,随着孔隙结构变差,含气压力降低,声波幅度的衰减减弱。砂岩的纵波速度随孔隙含气压力的增加而降低,在含气压力小于5 MPa时,纵波速度随含气压力的增加缓慢下降,含气压力大于5 MPa后,纵波速度随含气压力的增加而快速下降。岩心孔隙含气压力增大后,与声波幅度衰减相比,纵波速度变化不明显,纵波幅度的衰减对含气压力更敏感。砂岩孔隙含气压力增大所造成的声波衰减主要由黏滞性吸收衰减所引起,含气压力的增加对岩石体积模量和体积密度影响较小,纵波速度的变化主要是由有效应力减小造成岩石孔裂隙张开和颗粒接触刚度减小所引起。实验结果可为砂岩地层的含气性评价和孔隙含气压力预测提供借鉴。     

相控阵纵波超声法检测铝合金内部应力的实验研究

铝合金材料在航空航天、汽车制造、船舶制造等领域广泛应用，其制造和装备过程中的载荷应力和残余应力会直接影响铝合金构件的机械性能和疲劳寿命。为评估铝合金的内部应力，文中基于声弹性原理，研究相控阵纵波检测技术，应用纵波传播时差法构建铝合金内部应力的检测方法；搭建相控阵纵波超声检测应力的实验系统，开展标定实验，获得铝合金内部应力与纵波传播声时差的关系式，得到超声传播声时差与内部应力之间的线性关系，在0～286 MPa的拉伸应力范围内，5 mm和3 mm厚铝合金板平均应力的标定绝对误差不超过2.85 MPa和10.82 MPa，相对误差不超过2.36%和13.93%，两种规格铝合金板的最大相对误差都出现在应力小于28.58 MPa的范围内，表明在小应力测量时需提高超声测量的分辨率和精度；应用相控阵纵波检测系统对5 mm厚铝合金板试样进行检测，平均应力误差为（1.174±4.567）MPa，绝对误差小于9.42 MPa，估算得到初始残余应力为3.329 MPa。实验结果表明，相控阵纵波超声法对5 mm厚铝合金板平均应力的检测效果好，应用纵波传播时差法可以对应力类型、应力大小、残余应力进行检测，该技...     

灰岩声波波速和力学参数之间的关系研究

首先利用非金属超声波仪器设备测量风化灰岩试样的纵波波速和横波波速,然后对试样开展单轴静抗压试验,对试验结果进行统计分析,得到纵波波速与横波波速和岩石单轴静抗压强度、静弹性模量及静泊松比之间的关系,并给出相应的拟合关系式.研究结果表明:纵波波速和单轴静抗压强度、纵波波速和静弹性模量之间具有良好的线性正相关性;横波波速和单轴静抗压强度、横波波速和静弹性模量之间也具有线性正相关性,但相关性不如纵波波速显著;纵波波速和静泊松比、横波波速与和静泊松比之间的相关性差.对于实际工程应用,可以根据给出的拟合关系式和纵波波速测量结果预测灰岩的单轴静抗压强度与静弹性模量.     

一种新超声波测距系统的设计

介绍了一种合作式超声波测距系统，实现超声波点对点的测量，并采用DS18820测温，减小了温度对超声波传播速度的影响。     

智能超声波测距系统的设计

超声波测距系统在不同应用场合,对测量的精度要求不同.通常使用的超声波测距系统一般误差较大,不能满足某些工业场合的测量要求.设计与研制的超声波测距仪,考虑了温度对超声波传播速度的影响,不仅增加了智能播报功能,具有更高的精度;而且使用更方便,应用场合更广泛.     

0.7～1.8GPa,室温～1120℃条件下α-β石英相变的弹性参数

为了解高温高压条件下,α-β石英相变过程中的弹性性质,在0.7～1.8GPa,室温～1120℃条件下,利用多顶砧波速测量装置,采用脉冲反射-透射法,测量了α石英以及相变为β石英的纵波速度.弹性纵波穿过单晶α石英的方向为平行结晶轴X方向.实验结果表明,随温度升高,α石英的纵波速度开始非线性降低,之后,快速升高.这一现象是由于α-β石英相变引起的.依据晶体对称性与弹性参数的关系确定了α石英的弹性参数(C 11 ),及其随温度和压力的变化关系.同时获得了β石英的弹性参数(C 11 ).实验证实,测量α-β石英相变时的纵波速度,不仅是确定α-β石英相变温度和压力的一种方法,也是校正高压腔体温度和压力的有力手段.     

微波照射下花岗岩强度损伤规律研究

为了探究微波照射下花岗岩强度损伤规律,降低地下工程掘进的开挖难度,选取河北省平山县花岗岩试件,分别开展了微波照射后的单轴抗压强度试验和超声波纵波波速试验。分析了各个试验条件下的应力-应变曲线、峰值应力-峰值应变曲线和超声波纵波波速特征。对比研究了不同照射参数下花岗岩纵波波速规律、峰值应力强度损伤规律和弹性模量强度损伤规律。研究结果表明:当微波照射功率大于3.3 kW时,随着照射功率的增大,试件的延性变化并不明显,表现为峰后花岗岩应力迅速减小,而应变变化却很小。不同照射时间下,微波照射功率对花岗岩试件弹性模量影响显著且成反比。在相同照射条件下,基于弹性模量的损伤变量能较好地反映岩石强度损伤程度,而基于纵波波速的损伤变量在一定程度上用来反映岩石强度损伤程度,则会产生较大的误差。     

不同直径金属杆中纵向振动声速研究

通过理论分析和实验测量，研究了横向振动对两端自由的金属杆中纵波传播速度的影响，重点研究了直径对声速的影响．结果表明，横向振动使得振动系统中纵向振动的传播速度减小；同样长度的杆，截面增大时声速减小．这为变幅杆的设计提供了一定依据．     

超声波自动测温技术

超声波测温是近40年发展起来的一种新型的测温技术，其理论基础是超声波传播速度与介质温度有确定关系．目前的超声测温计存在着自动化程度低、在线检测困难以及测量精度差等缺点．给出了一种以热处理温度为3000℃的优质石墨棒作为测温介质、采用基于超声波脉冲技术的零点回鸣法测量声速、并通过微机控制自动跟踪测量温度的超声波测温系统．实验结果和理论分析表明该测温系统工作稳定，具备长期自动跟踪测温能力，系统声时测量分辨率可达0．2μs．