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...     

超声临界折射纵波测量应力的温度影响

超声临界折射纵波(LCR波)法是无损检测工作状态下结构应力的有效方法.超声LCR波法是敏感测量方法,温度直接影响超声波的传播速度,也会引起超声换能器的尺寸变化.根据超声波测量应力的基础理论-声弹性理论,分析声弹性系数和零应力下飞行时间与温度的定量关系,得到超声波测量应力的温度补偿公式,通过试验测量不同温度下超声LCR波...     

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。     

超声在测试物体内平自由表面上反射特异现象的研究

本文用“波前上的辐射压力对固体自由表面边界体元的特殊作用”的机理来解释在界面上产生各种尾随波的实验现象,这些现象是用初等经典的波的传播理论所不能解释的。例如,固体内弹性纵波掠入射到自由表面上时,按一般经典分析结果是,“其中所有的运动及应力都消失”。这显然违反能量守恒定律。国内外的实验结果均表明,这时在自由表面上产生一尾随(反射)横波脉冲平面波。又如,当平面横波入射到固体内的自由表面上时,按一般经典分析结果是,“当入射角大于临界角时不产生平面(反射)纵波。而实验结果却是在自由表面附近产生一弯曲波前的反射纵波、并非平面(反射)纵波。 通过本文的研究,“特异现象”并不特异,而是合乎规律的结果。 用掠入射超声波束判明试块内的裂缝尖端确已止裂后再作断口测量,才能得到合乎定义的K_(1SSCC)(应力腐蚀临界应力强度因子)。用本文所述的机理可对上述超声检测新技术提供科学依据。     

激光超声检测表面硬度分析

和传统的压电技术相比,激光超声系统具有不需要耦合剂、非接触、以及能对曲面和复杂形状的几何形体进行检测等优点。近年来,在无损检测领域内得到了广泛的应用,文中介绍了利用激光超声来确定表面硬度的方法,表面波的传播具有纵波和横波的特性,实验结果表明,表面波波速随硬度的增加而降低,轴类零件在交变载荷下工作时,共表面要比心部承受更高的应力,表面硬化是为了增加其强度、硬度、抗疲劳强度,硬化层的特性通常由其硬度和     

粗晶不锈钢超声波测厚精度探讨

该文以粗晶不锈钢为研究对象,通过理论研究表明,超声波在试件中的传播声速是影响超声波测厚精度的关键参数。而超声波在试件中的传播声速又受试件的材料与成分、温度、组织均匀性、表面氧化层及应力影响。通过分析利用对比试块确定声速法、资料确定声速法、利用试件本身确定声速法,比较了3种方法的优缺点,探讨如何提高超声波测厚仪的测厚精度。     

裂纹宽度对岩石断裂韧性测试结果的影响

深部地层岩石的断裂韧性是水力压裂设计和数值模拟中的一个重要参数。通过试验分析和有限元数值计算，研究了试件的裂缝宽度对应力强度因子的影响，给出了确定无因次应力强度因子与裂尖半径关系的数值方法，弥补了解析方法的裂缝宽度对应力强度因子的影响，给出了确定无因次应力强度因子与裂尖半径关系的数值方法。弥补了解析方法中裂缝零宽度假设的不足，研究结果表明，当裂缝宽度较小时，解析方法可以用不动声色计算断裂韧性；当裂缝宽度较大时，采用解析方法计算出的断裂韧性偏差较大。试验测定时，应使裂尖半径尽可能小，并且破裂压力应该与裂尖半径相对应，这为正确确定岩石的断裂韧性提供了可靠的理论依据和试验方法。     

不同冷却方式下ALC高温劣化损伤试验研究

为研究不同冷却方式下ALC在高温处理后性能劣化损伤情况,通过对不同温度、不同冷却方式处理后的ALC试件进行超声无损检测试验、静态力学性能试验、毛细吸水试验的方法研究了温度、冷却方式对其质量损失率、纵波波速、抗压强度、弹性模量、应力应变关系、能量耗散、毛细吸水性的影响。研究结果表明：ALC内各种水化产物受热分解,水分消散,体积膨胀,微裂隙增加,纵波波速减小,抗压强度减小,弹性模量降低,塑性提高,峰值应变增加,能量耗散不断提高,最大毛细吸水量增大;其应力-应变曲线的形状与普通混凝土相似,都经历了压密阶段、弹塑性阶段、破坏阶段、残余阶段。喷淋冷却试件相对于自然冷却试件在300℃前损伤较小,性能劣化程度较低,300~600℃时劣化损伤明显增大,毛细吸水性增长显著,600~800℃时不同冷却方式对ALC性能影响逐渐减小。可见,不同的冷却方式对高温处理后ALC有一定的影响,但随着温度升高,影响逐渐降低。     

基于超声热波方法的铝合金应力腐蚀裂纹检测与识别

针对飞行器结构中应力腐蚀裂纹的快速高效检测需求,采用超声红外热波方法进行了检测试验研究。在改进WOL铝合金材料应力腐蚀裂纹试件上,改变超声激励位置在裂纹尖端延伸方向并沿裂纹接触面的切线方向上、在裂纹尖端延伸方向并垂直于裂纹接触面上以及在试件开口延伸方向并垂直于裂纹接触面上,获得了不同激励位置下试件的表面温度场分布,通过提取裂纹方向上的线温,实现了对裂纹的定量识别。结果表明:超声红外热波技术能够快速准确地检测到铝合金应力腐蚀裂纹,将超声波激励源布置在裂纹尖端延伸方向并垂直于裂纹接触面上时,能够更好地激发裂纹缺陷。     

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...     

含煤地层裂隙岩石声波速度特征试验研究

选取完整岩样、含裂隙岩样进行声波速度试验测定。统计分析试验结果得出：（1）裂隙的存在使岩石声波速度降低．声波速度降低的程度随裂隙张开度的增大而增大；（2）完整岩样纵横波速比的差小于0．1，含裂隙岩样纵横波速比的差大于0．1；（3）含裂隙岩样声波速度随围压的增大而增大，两横波速度差随围压的增大而减小。试验证明裂隙的存在降低声波在岩石中的传播速度，研究得出裂隙岩石声波速度特征，为煤田地震勘探研究的发展提供了基础性研究资料。     

铝板材电磁超声兰姆波换能器的有限元分析及优化设计

电磁超声兰姆波换能器由于其激发的兰姆波具有多模式、频散性和信号较弱的特点,在一定程度上限制了其发展及应用。针对增强电磁超声兰姆波信号强度问题,提出了一种优化设计方法。通过在永磁铁和线圈之间加入超微晶叠片来减小永磁铁表面的涡流,增加试件中的涡流,同时改善静磁场的分布,从而增强铝板中的信号强度。重点研究了超微晶对电磁超声信号的影响,采用有限元软件进行仿真分析,并进行了实验验证。实验结果表明,该优化方法能够有效增强兰姆波信号强度。     

低速稳定传播火焰产生的弱冲击波解

低速稳定传播火焰产生弱冲击波后的流场是自相似的，相平面守恒方程的奇异点Ｚ＝０、Ｆ＝１对应冲击波马赫数为１．本文用自适应步长的四阶Ｒｕｎｇｅ－Ｋｕｔｔａ法对相平面的控制方程积分，求得弱冲击波后流场参数分布，与声波方法得到的结果相比，在低速稳定传播火焰的条件下，两者结果完全吻合，克服了前人在该条件下所得结果的不相容性．     

锚杆锚固质量的超声导波检测技术研究

采用低频超声纵向导波检测了锚杆的锚固质量.首先研究了调制波类型及激励信号周期数对信号频谱的影响,优选出汉宁窗调制的正弦波信号作为检测信号,然后数值模拟研究了20~100 kHz纵向导波在锚杆锚固段上界面的反射情况,进行了纵向导波在锚杆底端与锚固段上界面反射回波的时间差确定锚固锚杆的脱锚长度,进而确定锚杆的粘结密实度的理论与试验研究,结果表明:随着频率的增大,锚固段上界面的反射回波系数逐渐减小.锚固段上界面反射回波系数的试验与数值模拟结果变化趋势差异较大,原因为传感器具有谐振频率及传感器与锚杆接触面耦合存在能量损失.粘结密实度测定的试验与理论结果吻合较好.      

利用超声波在线检测液态金属洁净度的模拟研究

通过水模型实验研究了利用超声波在线检测液态金属中夹杂物的可能性。首先考察和比较了不同性质的夹杂物对超声波传播规律的影响,发现当溶液中存在夹杂物时超声波声压减小,超声波的波形也发生明显变化,而且不同性质的夹杂物对超声波的影响也存在较大差异。进一步考察夹杂物浓度和粒径对超声波传播的影响,发现随着夹杂物浓度的增加和粒径的增大,超声波声压逐渐减小,而且声压对上述因素的微小变化反应灵敏。研究表明,利用超声波在线检测液态金属洁净度是可能的。     

导波模态类型对锚固锚杆无损检测的影响

纵向模态、扭转模态和弯曲模态超声导波在锚固锚杆结构中衰减的差异性巨大,研究这3种模态超声导波的传播规律对无损检测中测试波的选择具有重要指导意义.应用全局矩阵法的理论计算方法和数值模拟方法分别对这3种模态导波的频散规律和传播规律进行研究,两种方法的研究结果吻合较好.研究结果表明,纵向模态在高频范围内存在衰减为20~44 dB/m的超声导波;扭转模态的所有导波衰减都大于180 dB/m;弯曲模态的导波衰减也大于50 dB/m.因此,纵向模态高频范围的超声导波由于衰减小、易激发等优点可以作为无损检测中的首选测试波.      

超薄双层胶结复合结构低频超声类兰姆波定征方法

提出用低频超声类兰姆波定征方法来估计超薄双层胶结复合结构各层的纵波声带、横波声速、厚度和密度等参数,采用超声耦合剂耦合方式,结合超声漏类兰姆波频哉分析方法获取复合结构类兰姆波色散曲线,提出以色散特性为基础的低频超声类兰姆波定征方法和在最小二乘意义下以色散同工线为基础的反向算法对超薄双层胶结复合结构进行参数估计,进上步分析了影响估计准确性的各种因素,研究了低频超声类兰姆波定征方法对超薄双层胶结复合结     

耦合横向和微旋转波的界面反射与折射

基于广义微极磁热弹模型讨论了两微极弹性固体介质平面界面上耦合横向和微旋转波的反射与折射问题.利用两微极弹性固体平面分界面上位移和应力连续条件,建立了反射与折射波振幅的线性系统方程.数值计算给出各类反射、折射波振幅随耦合横向和微旋转波入射角的变化关系曲线.研究了热松弛时间对反射和折射热波、纵向位移波、耦合横向和微旋转波的振幅比的影响.结果表明,热松弛时间对热波、纵向位移波影响显著,而对耦合横向和微旋转波影响很小.     

用时频分解法从空间波场中分离表面波信号

提出了一种从空间波场中分离表面波信号的方法,其基本原理是：在小波包变换和时域加窗对信号进行分解的时频单元上,通过改进的极化分析方法和构造的滤波函数对所有时频单元进行处理,将处理结果进行合成即可得到分离出的表面波．这种方法的优点是：对只在时间上重叠或只在频率上重叠的波,可进行有效的分离,压制了各向同性随机干扰,具有较高的时间频率分辨率;特别是通过改进的极化分析算法,可解决原方法中高阶模态表面波提取中存在的问题．     

长距超声波雷达在汽车智能泊车系统中的测距研究

将长距超声波雷达搭载在实际车体上,选用前2后4配置方案,当汽车经过一个空车位时,长距超声波雷达发射电磁波形感知周围障碍物,识别车位。研究结果表明,通过LIN总线串行通讯网络传输,用数字信号量替换模拟信号量,对超声波雷达进行控制,最后用拟合曲线分析出的横向车位和纵向车位精确度高,简单实用,效果好成本低。从而为智能泊车技术在中低端车上的应用创造条件,为实际操作的改进提供更多的理论依据。