斜入射激光支持燃烧波时纵波声场的指向性

利用理论推导及实验验证的方法研究了激光倾斜入射支持燃烧波时纵波声场的指向性。根据激光超声的产生机理,在喷溅物质垂直作用于工件表面的前提条件下,推导了椭圆形声源作用时远场质点的法向位移。获得了纵波声场的指向性函数,分析了影响纵波声场指向性的因素,并进行了实验验证。利用功率密度低于爆轰波点燃阈值的激光烧蚀工件,使用峰值频率为5 MHz压电探头接收纵波,进而获得纵波声场的指向性实验数据,结果表明,实验数据与理论数据能够较好地进行吻合。在光斑短轴长度恒定时,与激光垂直入射相比,各倾斜入射角度下纵波声场的声束轴线指向均保持不变,并且指向性图形随倾斜角度的增加而变得细窄,纵波声场的能量也更加集中。

分布式光纤传感数据采集系统设计

基于拉曼散射温度效应和光时域反射技术,设计了100 MHz高速数据采集系统SDLaser_DAQ600,实现对空间环境温度场测量。在数据采集系统中利用现场可编程逻辑门阵列(FPGA),采用实时累加平均算法对原始光纤传感信号进行累加平均,支持10 km光纤实时采样,空间分辨率达到1 m。实验结果表明,65 536次数据累加平均可以得到平滑的斯托克斯和反斯托克斯曲线,使光纤传感信号的信噪比提高到90 d B以上,能够为分布式温度测量提供良好的数据支持。

金属复合材料界面超声检测仿真设计与分析

以船舶用铝/钛/钢爆炸焊复合材料为研究对象,利用有限元数值模拟方法建立铝/钛/钢复合材料仿真模型,仿真分析铝/钛和钛/钢界面的不同结合情况下的超声检测信号,通过波场快照直观的显示超声波在界面不同情况下的传播情况,通过回波信号和透射波信号,分析界面不同情况对超声波信号的影响;通过对透射波进行频谱分析得到了界面不同情况下频谱特性。仿真所得结果与理论结果一致,说明应用有限元方法可以有效的仿真超声波在铝/钛/钢复合材料中的传播情况,仿真结果可以为实际应用提供了依据。

超声波脉冲在固-固界面传播的数值模拟分析

为了直观地显示超声波脉冲在固-固界面的传播规律,建立了两种玻璃组成的固-固界面有限元模型,模拟了超声波脉冲在固-固界面的传播情况。通过不同时刻的波场快照图,清晰地显示出超声波脉冲在不同声学参数的两种固-固界面的传播情况,模拟得到的结果与理论和实验结果相符。模拟结果表明,通过有限元模拟方法正确的模拟了超声波脉冲在固-固界面中的传播过程,清晰地观察到了在界面上形成的复杂声场情况,模拟结果可为超声无损检测技术在检测参数选择、缺陷特征提取等方面提供一定的参考。

钢轨轨腰缺陷激光-电磁超声检测及信号处理

钢轨是列车运行的承载结构,钢轨的轨腰缺陷是影响行车安全的缺陷之一。为了提高对钢轨轨腰缺陷的检测能力,针对钢轨轨腰缺陷的特点,设计了钢轨轨腰缺陷激光-电磁超声检测系统及信号处理方法。通过使用该系统对钢轨试样进行试验,可以有效的检测出钢轨轨腰处Φ6mm和Φ8mm的通孔缺陷;通过采用小波阈值去噪技术对实际检测信号进行处理,可以极大的提高信号的信噪比,从而得到满意的去噪效果,经去噪处理后的信号更有利于缺陷的识别。通过试验和信号处理表明,钢轨轨腰缺陷激光-电磁超声检测系统能有效的实现钢轨轨腰缺陷的非接触检测,通过该系统的研究可以为钢轨缺陷超声检测技术的改进提供一定的参考。

双金属复合材料界面结合超声传播有限元分析

铝/铜双金属材料界面结合不良时,会极大降低材料结构的完整性和可靠性,急需加强铝/铜复合材料的界面质量检测与评价。根据铝/铜双金属复合材料特点,建立有限元模拟模型,模拟分析当铝/铜界面为结合良好、未结合、未结合边界和界面有裂纹和夹杂时的超声波传播情况。通过波场快照图,清晰显示铝/铜界面不同情况下超声波传播情况;通过对回波A扫描信号分析,得到不同情况下铝/铜界面对超声波幅度、相位等的影响。模拟所得结果与理论和实验结果一致,说明应用有限元方法可以有效模拟超声波在铝/铜复合材料中的传播。通过数值模拟分析可以为铝/铜复合材料界面缺陷超声检测提供一定的参考。

基于原子力显微镜的四电极微探针局域电导率测量技术

开发了基于原子力显微镜(Atomic force microscope,AFM)的四电极微探针局域电导率测量技术。四电极AFM探针最小的电极间距为300nm,安装了这种新型四电极微探针的AFM系统既保持表面微观形貌测量能力,又可以在实施表面形貌扫描的同时测定局域电导率。利用该技术精确测量了厚度为6.0μm的铝薄膜和厚度为350nm的透明导电氧化铟薄膜(Indium tin oxide,ITO)的局域电导率,试验结果证明基于AFM的四电极微探针技术在亚微米局域电导率测量方面的能力。

激光电磁超声检测钢轨踏面剥离掉块缺陷

为了满足铁路检测技术发展需要,针对严重影响着铁路运行安全的钢轨踏面剥离掉块缺陷,设计了一种全新的采用激光激发超声波和电磁超声接收超声波的钢轨踏面剥离掉块缺陷检测系统。通过该系统对钢轨试样进行扫查检测,可以精确的检测出钢轨踏面不同尺寸的模拟剥离掉块缺陷。通过小波阈值去噪获得了高信噪比的检测信号,通过频谱分析得到了剥离掉块缺陷对超声频谱特性的影响,为缺陷进一步识别提供了参考。通过实验和信号分析表明,设计的系统可以实现对钢轨踏面不同尺寸剥离掉块缺陷的完全非接触、高精度检测。

基于有限元数值方法的金属材料内壁缺陷超声频谱特性研究

根据金属材料内壁缺陷的特点,建立了吸收边界和自由边界相结合的模拟模型,对含有不同宽度内壁凹陷形平底槽缺陷的模型进行了超声频谱特性模拟研究。通过对波场快照、时域信号和频谱分析得到了不同尺寸平底槽对声波传播频谱特性的影响以及中心频率、带宽、半波高宽度和峰值等呈规律性变化的频域特征量。研究结果对超声检测频谱分析技术的理论和实验提供了参考。

微扰法测量管道壁减薄的分析及实验研究

将两端短路的金属管道内部视为谐振腔,管道壁减薄导致了腔体体积的变化,据此,可以利用谐振频率的偏移进行管道壁减薄的评价。基于谐振腔微扰理论,构建管道壁减薄的测量系统,采用单个同轴电缆实现管道内部微波的发射与接收,使用TM01模式电磁波以实现管道壁减薄的检测工作。针对上述过程,建立了检测系统的有限元模型,进行了减薄程度的参数化扫频计算,并搭建了相应的扫频测量系统,扫频获得了不同减薄程度下的谐振频率。对比有限元计算结果和测量数据可知:二者具有较高的吻合程度,且谐振频率的偏移随着管道壁减薄尺寸的增加而增大。因此,谐振腔微扰法可用于管道壁减薄的评估,是在役管道的一种有效无损检测方法。

激光雷达在大气探测中的应用研究进展

激光雷达具有高方向性、相干性、单色性以及体积小等特点,在大气探测、气象监测领域得到了广泛的应用。本文综述了激光雷达在大气探测中的最新研究进展和应用现状,认为激光雷达技术在该领域目前存在的主要问题是易受环境变化的影响,该技术未来将向着高精度、高性能和智能化方向发展。

退火处理对紫铜组织和机械性能影响的试验研究

研究退火处理对紫铜组织及机械性能的影响,利用X射线衍射、金相观测、硬度测量、拉伸和疲劳试验以及扫描电子显微镜观测等试验手段,对比分析了退火前后紫铜的金相组织、基本力学性能、疲劳寿命、断口显微形貌和疲劳裂纹扩展行为等。考察了表面形貌对材料试件的疲劳寿命的影响,利用带缺口的试件对疲劳裂纹扩展行为进行了观测,给出了退火前后疲劳裂纹扩展速率及疲劳寿命随表面粗糙度增大而改变的定量结果。结果表明:退火后紫铜主要衍射峰出现窄化,其内部晶粒增大;材料屈服应力、弹性模量、维氏硬度及疲劳性能显著降低。试件疲劳寿命受表面粗糙度影响的敏感性在退火后降低。

通信网的计算机自动监测系统

介绍了一种自行开发设计的通信网监测系统，并就系统的结构、数据传输方式和实际应用进行了分析讨论．

无损检测在增材制造技术中应用的研究进展

简要论述了增材制造技术各个工艺阶段可能存在的缺陷类型,在此基础上阐述了增材制造技术对于无损检测的需求,并总结了在增材制造过程中使用的检测技术及其应用现状,强调了应力检测的重要性。最后,针对增材制造技术的需要对无损检测技术进行了展望,并指出激光超声技术在增材制造中具有很大的应用潜力。

高提离距离的横波电磁超声检测技术研究

为实现石油炼化厂区防爆环境下管道厚度的在线无损检测,通过磁场聚焦和线圈优化等设计,研制了高提离距离的横波电磁超声无损检测系统。实验中分别对厚度22 mm的标准试块和12.16 mm的管道进行了检测,结果表明,在提离距离6 mm以内,该研究能够满足炼化厂区的管道厚度检测需求,为电磁超声检测技术通过防爆设计和认证提供了可能。

一种用于管道检测的电磁超声SH波传感器研制

针对管道检测中环境复杂、表面粗糙度大及实现在线检测难等问题,研制了一种基于电磁超声技术的SH波传感器。设计了传感器在用于管道检测时的封装结构,通过实验测试了传感器可以达到的提离距离;对传感器的频率特性、指向性及通过缺陷后的透射信号进行了研究。结果表明,该SH波传感器可以应用于管道检测,根据透射信号的衰减程度可以判断检测区域内的缺陷尺寸大小。

激光诱导击穿光谱技术在金属元素检测中的应用研究进展

激光诱导击穿光谱(LIBS)是一种基于原子激励、发射光谱的物质组分分析技术,具有快速、多元素同时探测且无需样品预处理等优点。本文综述了现阶段LIBS技术在合金、土壤、水、食品等领域金属元素检测中的应用研究进展,认为目前该项技术存在探测精度低、重复性差、探测信号不稳定等方面的问题,基于LIBS技术的金属元素探测仪器的研发,未来应该向常规、便携式、高精度的方向发展。

原子精度制造新原理和新方法

目前航空航天、核物理、微电子、光电子和半导体等国家战略领域高性能装备的性能需求日渐严苛,核心零部件的制造精度必须迈进原子级水平,亟需研究原子精度的高性能制造新原理和新方法。本文归纳并提出了目前迫切需求的原子级表面精度、原子级结构精度、原子级损伤控制以及原子级特征尺寸结构创成四大原子精度制造核心能力,从能场辅助原子级切削、多能场辅助原子有序排布、表面能弱化原子精度材料去除以及超光学衍射极限的原子精度制造四大方向进行系统梳理,介绍了面向不同应用场景的原子精度制造新原理和新方法的研究现状,并概述了各类方法的优势和缺点,从中提炼出多能场耦合条件下的能量和原子间相互作用机理这一关键科学问题,并从四大方向上对未来我国原子级制造的基础研究提出了建议。

刑场冤魂，十年后“真凶”替你昭雪

2005年3月20日.河北省鹿泉市鹿泉镇下聂村.在一个简陋的农家小院内,61岁的张焕枝有些发呆,浊泪顺着她的脸颊淌下,身旁的病床上,患了偏瘫的老伴也在流泪.10年前,他们的儿子被当作强奸犯入狱,而且被执行了死刑.然而就在10年后的今天,那个犯下强奸罪的凶手被抓获了,可谁又能归还他们被冤枉的儿子呢?