声弹性螺栓应力测量影响因素

为了分析声弹性法螺栓应力测量中的影响因素,从固体质点声弹性理论入手,在模型中加入质点受力形变因素,建立质点时差法应力测量模型;针对螺栓结构建立不同轴向预紧力下应力分布,获得超声传播路径上的应力分布表达式,建立不均匀应力下的螺栓声弹性测量模型;设计应力不均匀区占超声路径比例不同的实验,采用基于ZnO压电薄膜的方式激发超声,压电薄膜溅射于螺栓表面,避免使用超声耦合层引入的测量误差,得到应力不均匀区与测试误差的关系;进行螺栓反复拉伸后声弹性测量的重复性实验,验证材料性质与螺栓应力测量的关系。研究结果表明,超声时差与应力呈线性关系;声弹性系数由螺栓的弹性模量、泊松比以及螺栓长度决定;不同应力非均匀区占比的螺栓应力测量误差相同,初始误差小于2%;螺栓反复拉伸后,声弹性螺栓应力测量误差变大;应力分布不会产生测量误差,测量误差来源于材料的非均匀性;经过拉伸后的螺栓,材料中的缺陷和错位增大,增强高频超声的散射,引起应力测量误差变大。     

声弹性法及其应用

本文在论述常用金属材料声弹性法则的基础上,着重介绍了作者用超声法测定螺栓预紧应力、岩石弹性常数、聚氨酯组合梁相当动弹横方面的试验工作与结果.试验结果表明:超声法测岩石弹性常数具有迅速、准确、方便之优点,是量测聚氨酯之类低弹模材料力学性质的理想方法,量测短螺栓预紧应力的精度较高,其量测精度为±9.8MPa.     

一种新型胶体耦合介质在材料弹性常数超声无损检测中的应用

基于声学显微镜的材料弹性常数超声无损检测方法,利用点或线聚焦探头对水浸试件经散焦测量,获取材料声学特性,进而反演材料力学性能.在工程应用中,常会遇到被测工件过大或试件材质不宜浸水等问题,难以进行散焦测量.新型胶体耦合介质具有制备简单、成本低、用后易清理、环保无污染等特点.胶体介质经多次不同配比试验,确定最佳配比,其介质密度、声速及声阻抗等声学性能与水近似,满足水浸探头的测试需要.利用该耦合介质对铝、钢和钛试件弹性常数进行超声无损检测,实验结果与水浸测量一致,与理论值及拉伸法测量结果吻合,将其应用于大型铝板弹性常数检测,测试结果也与理论值相符.研究表明新型胶体耦合介质超声检测效果满足聚焦探头散焦测试需要,扩大了基于声学显微镜的材料弹性常数超声无损检测范围,为工程应用提供了有效的技术手段.     

小试件材料弹性常数超声测量方法的研究

介绍了针对小试件材料力学性能测试的特殊需求而设计的超声精密测量系统和测试方法，并进行了实验验证．系统基于声学显微镜技术，利用超声波线聚焦PVDF探头，通过同时测定纵波和漏表面波波速来表征材料的弹性常数等．对不同材料的小试件弹性常数进行了测量，测量结果与常规实验结果和理论值相吻合，表明该方法可行，结果可靠．误差分析结果表明本测试系统及测试方法具有较高的测量精度，泊松比和杨氏模量的测量误差均小于3％，能够满足工程及科学研究的要求．此外，该系统不仅适用于各向同性材料，而且适用于各向异性材料，为进一步评价块体纳米材料制备工艺和表征纳米材料的力学性能奠定了基础．     

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。     

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．     

测量弹性常数的一点法

导出典型试件的一点位移分量与材料弹性常数Ｅ，μ之间的关系式。利用激光散斑法测量试件表面一点的面内位移就可求出材料的Ｅ，μ值。     

岩石的五个弹性常数的测定方法

为了模拟和预测定向井的井眼轨迹,需要确定岩石的弹性常数。本文把岩石视为横观各向同性材料,给出了岩石的本构方程,根据电阻应变片的基本原理,研究了岩石五个弹性常数的实验测定方法,并给出了几种岩石的五个弹性常数的测量结果。     

复合材料夹层板弹性常数的测定与分析

本文介绍了玻璃钢——泡沫夹芯夹层板弹性常数的测定原理、方法和测量设备。对不同方法测得的数据与理论计算结果进行了比较与分析,对测量精度进行了讨论。为探讨夹芯材料、边界情况对弹性常数的影响,进行了对比实验,得到了一些有意义的结论。     

增强型复合碳纤维材料的弹性常数矩阵及超声传播特性

用声学方法测量了各向异性增强型复合碳纤维材料的弹性常数矩阵．由此矩阵，根据各向异性体的声波特征方程，给出材料在有关截面内的慢度曲线。所建立的方法可进一步用于这种材料的检测，并为研究材料的阵列扫描检测技术提供了基础。     

疲劳金属材料非线性声学特性的实验研究

非线性声学方法在材料特性的损检测中,特别是在微结构的变化及金属疲劳的检测中有很大的应用前途。报道了一种接触换能器法测量材料的超声非线性系数的方法,并用此方法从实验上测量了不同疲劳程度的ＬＹ－１２铝金棒的超非线性系数。实验结果表明非线性声学参量比线性声学参量对材料的疲晚为敏感。     

混凝土动弹模量超声检测仪的设计

动弹模量是衡量混凝土质量是否合格的重要指标,设计出一种基于超声波的混凝土动弹模量检测设备。利用声波在不同密度的物质中传播速度不同的原理,穿过混凝土的超声波速度在一定的条件下能够反映出混凝土的弹性模量。综合利用微控制器技术、数据采集技术,对数据进行处理,快速测量出混凝土的动弹模量。该设备具有精度高、操作简便、易于携带等特点。     

水听器法测量功率超声振动珩磨空化声场分布

为了直接、简便地研究功率超声振动珩磨作用下的空化效应,对其声场建立数学模型,采用水听器对功率超声振动空化声场参数进行了定点测量,对数学模型所得到的仿真结果进行验证。为了研究流体介质中超声空化声场的分布情况,采用水听器法对不同功率与不同种类液体介质中的辐射超声场进行了多点声压测量。通过对比试验数据分析发现,声波沿换能器截面方向成对称分布,沿换能器轴向方向随距离的增加而衰减;不同种类的液体介质也会影响声压的分布以及空化效应的强弱。该方法可以直观的评价超声振动珩磨作用下的空化声场的强度和分布情况,对后续研究超声珩磨的空化泡动力学行为以及对超声振动珩磨装置的优化设计具有一定的实际应用价值。     

超声脉冲法测量固体材料切变模量

研究利用扭转超声脉冲测量固体材料切变模量的动力学新方法与新技术.用磁致伸缩式集成超声传感器激发和接收扭转超声脉冲,测量其在被测材料试样中的传播时间,根据试样长度及材料密度计算出材料切变模量.讨论该方法的测量原理,测量系统构成和磁致伸缩式扭转超声脉冲激发与接收集成传感器设计原理;对影响测量不确定度的因素进行了分析.采用基于Wiedemann效应的磁致伸缩式超声传感器及通用电子仪器对3种不同材料的切变模量进行了测量,实验结果证明了该方法的实用性.     

激光超声系统的定标

介绍激光超声的发展概况、物理机理、应用、接收以及实验的装置和所用的超声探头的设计;用铜和铝作为系统定标的材料,测定了超声纵波的声速;对所得结果进行了分析讨论.发现用激光超声测定声速的时候,对于特定的材料,一定的厚度和合适的光斑大小对于减小实验误差是非常重要的.     

超声振动辅助磨削脆性材料去除机理

脆性材料塑性去除有利于提高加工表面质量。采用切向、轴向和径向超声振动辅助磨削加工方法,对烧结钕铁硼NdFeB永磁材料去除机理进行了试验研究,结合脆性材料去除脆-塑性转变临界条件,分析了不同超声振动辅助方式对材料去除机理的影响。分析得出以下结论:轴向超声振动辅助磨削加工过程中,材料主要以塑性剪切的方式去除;切向超声振动辅助磨削加工过程中,材料主要以塑性方式去除,同时伴有少量沿晶断裂;径向超声振动辅助磨削加工过程中,工件材料主要以断裂破碎的方式去除,而且加工表面残留裂纹。因而,轴向超声振动辅助磨削最有利于实现脆性材料塑性去除。     

相控阵超声检测技术在航空维修中的应用

航空维修中无损检测作为重要的安全保障手段,越来越受到重视,本文介绍了相控阵超声检测技术的原理及特点,通过分析,相控阵超声检测技术可实现航空零件检测可视化,在新机新材料、新结构的缺陷检测方面具有重要的应用前景。     

超声波浸提-电导率法快速测定小麦灰分的响应曲面法优化研究

为优化电导率法快速测定小麦中灰分的条件,选择河南产地小麦为样品,研究了超声波处理样品的温度、时间、样品粒度、料液比和pH等因素对小麦提取液电导率值的影响,并对同一品种不同贮藏时间和产地的小麦灰分含量与电导率间的关系进行了分析.在单因素试验基础上,用响应曲面法对影响电导率测定的3个主要因素进行了优化,建立了相应的数学模型.结果表明:响应曲面优化提取小麦粉的最佳条件为超声温度49℃±1℃,超声时间3.55 h,料液比1 g∶400 mL,灰分与小麦储藏时间关系曲线二次方程的相关系数为0.762 2,产地和灰分之间相关系数为0.903 0.     

纳米复相陶瓷超声磨削频率与表面质量关系的实验研究

基于超声刻划试验得出超声振动下单颗磨粒去除材料方式的变化,从本质上解释了超声磨削下表面质量提高的原因.超声振动作用会导致材料的磨削层表面等效硬度急剧降低,材料去除方式从脆性向塑性转变,且随频率升高现象更为明显.实验结果表明,超声磨削下纳米复相陶瓷材料的表面质量高于普通磨削,且超声振动频率的升高对提高表面质量有促进作用.