高频超声在变幅杆件中传播损耗的测试

应用2.5 MHz超声探头,在两组不同尺寸阶梯形变幅杆中获得了相同测试条件下的超声回波信号.再利用数字示波器对信号进行采样,得到了数字化超声回波时域信号.根据傅里叶变换理论,得出了回波信号的波形和功率谱图,进而发现超声能量在这些不同尺寸变幅杆中谐振频率附近传播衰减的规律.结果表明,变幅杆放大系数大,从一端传递到另一端的平均声能量密度大.超声在阶梯形变幅杆中传播,其谐振频率附近回波功率谱线幅度与变幅杆几何尺寸有关.     

基于声发射的超声谐振频率在线监测系统研究

采用基2FFT算法原理编制了快速傅里叶变换程序,利用计算机声卡采集数据,通过测量超声振动系统的声发射信号,实现了超声振动系统谐振频率的在线实时监测。该系统为评价超声加工效果,分析加工过程中的力及其他加工参数对振动系统的影响提供了手段。     

电弧超声的激发及其特性研究

为了探索电弧在焊接过程自动控制、改善焊接接头质量等方面应用的新途径,提出以电弧自身作为可控的“超声发射源”的工作原理。在常规弧焊回路中采用了连续波和脉冲敲击式等不同的激励方式获得电弧超声信号。记录了电弧超声的频率、幅度、相移特性,初步估算了电弧超声声速。发现了电弧超声的若干“谐振频段”并对电弧频率响应的选择性现象进行了初步分析。试验结果表明,在弧焊过程中作为“产热机构”的电弧同时也可以作为“超声发射机构”,从而为开拓有关应用提供了可能性。     

高压干法水下熔化极惰性气体保护焊电弧声数据采集与分析

摘要： 设计了高压干法水下熔化极惰性气体保护焊（MIG）电弧声采集硬件系统,研究分析了不同环境压力对声音信号的影响规律,并进行了不同压力环境下的传声器校准;采用LabVIEW软件编程,同步采集焊接过程中的电弧声和电流、电压信号,在时域和频域两方面分析高压干法水下MIG焊接过程中不同环境压力下的电弧声信号特征,为电弧声在高压干法水下MIG焊接质量监控中的应用奠定基础.     

ACCC导线碳纤维复合芯损伤声发射信号研究

参照"QJ 2099—1991三向纤维增强复合材料弯曲性能试验方法"标准,针对ACCC导线碳纤维复合芯弯曲应力损伤,对试验件进行三点弯曲试验,并同步对损伤进行声发射检测。通过声发射信号时域分析和频域分析方法,找出在不同应力损伤与声发射信号功率谱频率之间的对应关系。试验结果表明:树脂基体断裂和碳纤维断裂有明显不同特征,声发射采集的功率谱频率相差很大,树脂基体断裂的功率谱频率在150 kHz左右,碳纤维断裂的功率谱频率在250 kHz左右。声发射仪接收到功率谱低频率为主,则碳纤维复合芯的树脂基体有断裂;声发射仪接收到功率谱以高频率为主,则复合芯的碳纤维有断裂。     

短路过渡的GMAW电弧声信号特征及产生机理

从时域和频域两方面分析了短路过渡的GMAW焊接过程中产生的电弧声信号特征 ,发现电弧声波呈现“振铃”形信号 ,主要产生于短路结束再引弧阶段 ,与电弧功率的微分信号相关性最大 ,频率主要集中在 4～ 8kHz .并根据其信号特征探讨了电弧声的产生和形成机理 ,认为电弧能量的变化是产生电弧声的激励源 ,保护气流、弧柱等构成时变的声道系统 ,声音激励和声道系统共同作用产生电弧声 .     

声学参量阵再现差频波声场响应特性与控制

基于再现差频波声场响应非线性的特点,系统研究了调幅方式、声信号预处理等方面对再现差频波声场响应和功率消耗的影响,分析得到了波形、带宽、调幅系数、频率对失真度之间的关系.提出对单频声信号采用单边带调幅,对多频声信号采用拟合包络形状的方法.通过对3种控制处理方式在发射实时采集信号情况下的能耗和频谱方面的计算和对比,论证了单边带调幅和拟合方法,优化和改善了声学参量阵再现差频波声场的带宽要求和损耗.     

振动环境中法兰连接结构状态的声发射辨识

在法兰连接结构振动试验的基础上,利用MATLAB对采集到的声发射信号进行处理,主要对重构后的信号进行分析。用特征频带与优势频带的概念,确定出小波包分解层数,得到声发射信号的频带分布特征。利用小波包能量百分比定量给出优势频带及其与扭矩之间的关系,发现能量随扭矩变化具有一定规律性,并提出用小波包能量谱变化率这一指标来表达其规律特征,从而实现对连接结构状态的辨识。     

小波包分解Welch平均法在焊接电弧声功率谱估计中的应用

对试验系统采集到的焊接电弧声进行了小波包多层分解 ,并利用周期图法、Welch平均法及AR模型法 ,对各频段信号进行功率谱估计 .根据不同谱估计方法的对比结果 ,提出小波包分解结合Welch平均法对焊接电弧声进行功率谱估计的新方法 .通过对几种规范与飞溅率下的电弧声功率谱的初步分析 ,发现其功率谱分布具有一定的规律性 ,并且不同频段谱峰值及其对应频率与焊接飞溅具有相关性     

声表面波式小波变换阵列器件频带连续性的研究

针对声表面波式小波变换阵列器件频带不连续或重叠的问题 ,在尺度二进离散基础上 ,对基波中心频率和基波频宽半径在不同关系下对频带覆盖因子的影响进行了研究 ,提出基波中心频率等于 3倍基波频宽半径 ,声表面波式小波变换阵列器件实现频带连续且频带覆盖因子等于 10 0 %的设计方案 .根据这种方案设计的声表面波式小波变换阵列器件 ,不仅在 - 3dB处实现了频带的完全连续 ,解决了选择基波中心频率大于或小于 3倍基波频宽半径时频带不连续而造成分析信号漏检和必须使用大量器件来实现不必要重叠频带的问题 ,而且使阵列器件的变换尺度、中心频率、带宽半径三者之间实现了一一对应     

电弧超声激励共熔池双钨极氩弧焊接方法

提出了一种附加电弧超声激励共熔池的双钨极氩弧焊接新方法.使用附加超声电弧和主电弧完成焊接过程,附加超声电弧向焊接熔池注入超声波激励,主电弧作为主要的焊接热源,以实现改善焊缝金属性能及其焊接效率的功能.同时,以304钢为例,采用所提出的焊接方法进行试验.结果表明,所提出的焊接方法可以提高焊接过程的稳定性和焊接效率,有效细化焊缝金属组织并提高焊缝金属的拉伸性能.     

电极超声振动复合混粉电火花加工试验研究

为了探究工具电极超声振动在混粉电火花加工中的作用,设计了一套可调谐振频率的工具电极超声振动装置。用TC4合金作为工件材料,工件去除率和表面粗糙度作为指标,分别实施了常规混粉电火花加工和超声混粉电火花加工正交试验,通过极差和方差对试验结果进行分析。结果表明,工具电极超声振动能加快粉末颗粒在加工间隙的流动性从而避免粉末颗粒沉积引起的短路和拉弧放电,提高了加工的稳定性,去除率比常规混粉电火花加工提高了30%,表面粗糙度也有所改善。     

铝锂合金交流CMT焊接高频脉冲复合电弧焊接技术研究进展

随着兵器工业和航空航天领域对高强、轻质Al-Li系合金结构件的迫切需求,实现Al-Li合金的可靠高效连接显得日益重要。针对在焊接Al-Li合金使用传统焊接方法易出现热输入量大、焊接稳定性差导致的组织性能差及气孔、热裂纹缺陷等问题,提出采用交流CMT焊接与DC-DC变换高频脉冲复合电弧焊接技术进行Al-Li系合金焊接,利用低热输入量的交流CMT焊接电弧破除合金表面氧化膜,减小熔池气孔和热裂纹敏感性,利用高频脉冲电弧的高频效应及其电弧超声细化晶粒,提高接头强度,获得良好的结合性能。     

超声振动辅助摩擦堆焊热-流耦合数值模拟

传统摩擦堆焊能量输入形式单一，随着堆焊材料强度的提高，堆焊过程中需要施加更大的轴向压力和转矩，极大限制其推广应用.为了解决上述问题，提出一种在耗材棒前方的基板上施加超声振动的超声振动辅助摩擦堆焊新工艺.以Ti-6Al-4V为研究对象，基于超声宏观软化效应建立了一个三维热-流耦合数值模型，定量分析了不同振幅下的超声振动对摩擦堆焊过程中温度场和材料流动行为的影响.计算结果表明，超声振动的预热效应并不明显，随着振幅的增加，超声振动能够显著提高熔合区塑性材料流动速度，降低材料黏度，扩大塑性材料流动区域.     

单电源双丝旁路耦合电弧熔化极气体保护焊工艺

摘要： 针对常规双丝旁路耦合电弧熔化极气体保护焊（GMAW）的控制过程较复杂、焊接成本较高等问题,提出了采用单电源实现双丝旁路耦合电弧GMAW的方法,并设计了采用快速原型技术的实验系统.同时,进行了大量焊接工艺实验.实验结果表明：采用单电源的双丝旁路耦合电弧GMAW可以稳定焊接,但相对于双电源的双丝旁路耦合电弧GMAW其稳定工作区间更窄;通过调节旁路送丝速度快慢的焊接工艺实验,分别找到了在主路电流为300、350、400、450、500、550A时旁路送丝速度的稳定工艺区间.     

一种最优码宽的Barker码超声测量技术研究

超声编码发射技术是一种有效的提高超声测量精度的方法。本研究通过实验验证,提出了在超声测量中,采用最优码宽的13位Barker数字编码激励并结合匹配滤波解码压缩的方法替代传统的单脉冲激励的方法,通过对回波信号能量压缩以及对测量系统的优化,并且在实验的基础上加入渡越时间的修正量,形成了新的超声液位测量技术,并通过实验进行验证。仿真和实验结果表明,液面静止状态下,巴克码激励方式渡越时间修正前与修正后测量绝对误差比单脉冲激励方式分别最少减小0.631mm和1.617mm;与传统的单脉冲测量在分辨率、信噪比等方面比较,编码激励技术能有效地改善超声测量的精度,具有较强的实际应用价值和市场前景。     

超声对固定化脂肪酶生物转化有机硅化合物的促进作用

超声作用可以促进固定化脂肪酶Ｌｉｐｏｚｙｍｅ催化有机介质中有机硅椁与脂肪酸的酯化反应。在超声频率２０ＫＨｚ时,以功率６０Ｗ作用３０秒、间歇３０秒的超声作用较为适宜。经过超声预处理后酶催化有机硅醇与脂肪酸脂化反应速率和转化率提高。对超声作用机理进行了探讨,超声作用对酶催化反应的促进是十分明显的．     

微波硫灯机制和试验的探讨

微波硫灯是90年代出现的一种全新的光源,现代微波技术和等离子体出现的巧妙结合,使这种新光源既具有类似太阳光的连续光谱,又不失高效的优点,从理论上探讨微波硫灯的分子辐射光谱,2450MHz放电电弧的建立及谐振腔的设计,给出了硫分子产生连续可见光谱的机理,电弧的建立的击穿判据和微波谐振腔参数的设计要点,最后是微波硫灯的部分试验数据。     

Computed tomography of the acoustic nonlinearity parameter B／A for biological tissues via difference frequency wave from a parametric array in reflection mode

Based on the finite amplitude insert-substitution method, a novel technique to reconstruct the acoustic nonlinear parameter B/A tomography for biological tissues in reflection mode via the difference frequency wave generated by a parametric array is developed in this paper. An experimental system is established, and the beam pattern of the difference frequency wave is measured and compared with that excited directly from a transmitter at the same frequency. B/A tomography for several biological tissues including normal and pathological tissues, is experimentally obtained with satisfying quality. Results indicate that B/A imaging using this mode may become a novel modality in ultrasonic diagnosis.