基于声发射Ib值分析的渗铝321钢损伤特性研究

太阳能热发电换热管主要材料渗铝321钢的损伤会导致换热管的寿命缩短甚至断裂,因此必须进行损伤检测。采用声发射方法对渗铝321钢的损伤特性进行分析,实现对换热管性能的在线动态监测。通过采用声发射Ib值特征来表征渗铝321钢的损伤程度,并运用自组织映射(SOM)神经网络算法进行声发射特征参数聚类,以分析材料的损伤模式。结果表明,力学塑性阶段的声发射事件数量剧增,能量和振铃计数的峰值标志着试件的断裂。此外,在试件失效前,Ib值显著降低且密度变密集,表明Ib值的变化特征可以作为材料临界失效的预警信号。通过SOM算法对特征参数进行聚类分析得到4个簇及其对应的特征频率,并使用扫描电子显微镜(SEM)观察试件的断口形貌,得出4个簇分别对应于孔洞生长与汇合、微裂纹成核、宏观裂纹扩展和纤维状断裂4类损伤模式。这项研究旨在探索金属管材的损伤演化行为,并为管材的损伤分析和健康监测提供依据。

C型液压模块车纵向联接件强度校核研究

C型液压模块车通常有4轴线模块车、6轴线模块车2种模块型式,为了运输超重、超长货物,需要将模块车进行拼接,形成模块车组进行运输。拼接方式有软联接及硬联接2种方式,本文主要研究模块车之间硬联接中的纵向拼接情况,从而对联接件行进强度校核。

复合喷丸工艺对A100钢表面完整性和疲劳性能的影响研究

A100超高强度钢是航空领域中广泛用于关键承力部位的材料,其疲劳特性对零部件的使用性能有着重要影响。对A100超高强度钢在复合喷丸强化后的表面完整性和疲劳性能进行了研究,探究了复合喷丸工艺参数对A100超高强度钢零部件表面粗糙度、显微硬度、表面残余应力、疲劳性能等的影响。结果表明:合理的复合喷丸强化能使零部件获得良好的表面完整性,显著提升其抗疲劳性能。

便携式材料拉伸试验机结构及其控制系统的设计与研究

材料拉伸试验机是检测和测试材料力学性能的重要设备。然而,传统设备体积大、重量大,难以在工程现场搬运和使用。为此,文章设计了一种便携式材料拉伸试验仪。在机械结构设计过程中,根据试验机的参数选定电机、减速器、丝杠等标准件,并根据标准件尺寸使用三维设计软件进行建模;在设计两个重要的非标准零件支撑杆、支撑板过程中,先根据经验进行主体设计,然后用有限元分析软件对其结构强度进行校核,确保非标准零件的结构强度可靠性。

裂纹监测仪恒流源系统设计

设计了一种高稳定的数控式恒流源,以减少电流波动对裂纹电位信号的影响;采用MSP430系列单片机(MCU)作为主控制器,进行系统软硬件设计;以基准电压为参考,结合串联负反馈电路和增量式PID算法对输出电流值进行实时调整。实验结果表明:该恒流源系统电流输出稳定性优于10×10^(-6),裂纹电位信号稳定性较好,满足裂纹监测仪需求。

球栅阵列焊点剪切设备研制与实验设计

该文设计了一款球栅阵列(BGA)焊点剪切实验设备,并开发了配套的控制设备运动的上位机软件。基于该设备,研究两种材料(SAC305和Sn63Pb37)的BGA焊点在固定高度(60μm)、不同剪切速率(0.1、0.3、0.5、0.7 mm/s)下的剪切力学性能,以及在固定剪切速率(0.5 mm/s)、不同剪切高度(60、80、100、120μm)下的剪切力学性能。实验表明:剪切高度固定情况下,随着剪切速率增加,两种材料的焊点的剪切强度均呈现增大趋势;剪切速率固定情况下,随着剪切高度增加,两种材料的焊点的剪切强度均呈现减小趋势。将该设备应用于实验教学,有助于培养学生的科学思维、提升学生的实践能力。

用于动脉血压监测的柔性超声换能器阵列

作为重要的生命体征之一,血压是心血管疾病风险评价指标。中心动脉压与靶器官损害和心血管疾病有很强的病理生理联系,动脉血压监测对心脑血管事件有较高的预测价值,可为人体心脏机能、动脉弹性表征等临床诊断提供依据。本文提出的超声压电换能器阵列相比于传统的刚性超声探头,具有柔性、可以贴合人体颈部的特点。制作并对比了低频(2.5 MHz)和高频(4.5 MHz)的1×16线性超声换能器阵列,两个阵列均在仿组织超声体模上进行了成像,穿透深度分别为90和40 mm。换能器阵列在相控阵聚焦发射模式下已实现对颈动脉的连续血压重复检测。与医用中心动脉压检测仪的测量结果对比表明,在静息状态下柔性阵列与医用检测仪所测血压波形的平均相对误差为3.83%,剧烈运动后平均相对误差为5.47%,动脉血压波形测量结果准确,医用价值丰富。

钢板硬斑的增量涡流扫查成像方法与仪器

硬斑测试是高端钢板产品质量评价的关键内容。本文基于增量涡流检测原理,研制了国产化的钢板硬斑磁检测仪器,并对仪器功能和性能进行了实验测试。首先,研制了增量涡流检测传感器,开发了基于交流电桥测试和相位旋转解调方法的增量涡流检测电路,集成了专用仪器;其次,利用仪器在Cr12MoV钢板和X70管线钢中开展了多组检测试验,结果表明:传感器的横向分辨率可达10 mm,增量涡流信号解调波形峰峰值U_(p)随表面硬度增加近似线性下降。在高出基准34.8%的硬斑区域内,U_(p)值下降约75%。利用U_(p)这一敏感参数对X70管线钢进行扫查成像,可准确识别出宽约10 mm的硬斑。上述研究结果为高端钢板硬斑的在线无损检测提供了方法和仪器支撑。

基于数据驱动的球压痕硬度测量方法

由于压痕接触和材料变形的非线性,压痕硬度与压痕响应参数之间存在高度非线性特性。采用非线性拟合的方式存在一定的主观性,影响其适用场合。基于量纲分析方法和有限元仿真技术建立压痕硬度与压痕响应参数之间的关系数据集,利用Relief算法进行数据降维,采用混合算法对ANFIS进行训练。建立了压痕硬度与压痕功、压痕深度、压痕载荷、卸载斜率等参数之间的映射关系。测试结果表明,该方法能够获得比较理想的压痕硬度辨识效果。

全自动布氏、洛氏、维氏硬度计设计

设计了一种多功能全自动布洛维硬度计,可以测量布氏、洛氏和维氏的硬度值。硬件设计采用ARM+高精度AD+组态屏的解决方案,系统软件主要包括电动机控制、传感器数据采集、GUI和与外部通信四部分。实验结果表明,设计的硬度计在布氏、洛氏以及维氏3种硬度试验中,全量程测量误差满足国家标准规定;试验力误差在±1%以内,符合制定的设计要求。设计的硬度计可在硬度测量的全过程均采取自动化操作,实现一键打压、读数、复位,达到高精度的控制与数据处理。其结构设计合理,运行稳定,操作简单,该设计已成功应用于某些工业现场,具有一定的推广应用价值。

基于磁力检测法的磁滞回线检测装置开发

设计开发了一套基于磁力检测法的磁滞回线检测装置,进行了检测装置的原理研究和元器件的选型分析,完成了检测装置的搭建和板状试样的测试。结果表明,该装置在不同外加磁场激励和应力状态下可以测定板状试样的磁滞回线,且测量数据稳定,从而实现对铁磁材料磁特性参数的分析。

基于K近邻非参数回归的压痕弹性模量估计

基于球压痕过程的有限元分析,建立了无量纲压痕功和无量纲压痕弹性模量的数据集。采用相关性分析方法发现球压痕的特征参数之间存在明显的非线性特性。结果表明:相对于K近邻、加权K近邻和高斯K近邻,采用5近邻和曼哈顿距离的模糊K近邻回归估计算法来估计压痕弹性模量,能够获得较高精度的压痕弹性模量。

钢板预弯边形貌自动检测系统设计与应用

针对钢板预弯边形貌质量数据抽样手工检测,存在自动化程度低、检测点不足等问题,应用激光测量技术,设计了一种自动在线检测设备。介绍了预弯形貌检测原理及自动在线检测设备的应用效果。该设备通过模拟手工测量预弯边弦高、直边长度,实现了弦高、直边长度的自动测量;通过比较自动测量结果与手工测量结果,认为测量精度和测量效率皆满足要求。

浅析深水高温高压环境下无缝钢管头尾识别检测系统及其抗腐蚀性能

本文介绍了一种针对深水高温高压环境下的无缝钢管头尾识别检测系统,并对其抗腐蚀性能进行了初步研究。通过使用特定的传感器和算法,开发了一套可靠的无缝钢管头尾识别检测系统,能够准确鉴别无缝钢管的头尾,提高管道施工的效率和安全性。同时,还对系统的抗腐蚀性能进行了实验研究,结果显示该系统具有较好的抗腐蚀性能,为深水高温高压环境下的无缝钢管施工提供了一种有效的解决方案。

气动增压泵水压试验机常见故障维修

根据水压试验机的结构原理,结合实际案例,分析水压试验机常见故障的成因及排查方法,提出设备使用注意事项和故障防范措施。

多功能热力模拟实验机的研究与开发

成功研制出一种多功能热力模拟实验机,应用LabVIEWRT控制编程,可满足热力模拟实验机所要求的高响应控制和快速高精度测量等性能,控制和测量精度不低于目前国内外先进的同类设备;其功能多于常见的热力模拟实验机,在同一台设备上实现了拉伸、压缩、扭转及拉扭复合、压扭复合等多种实验功能·阐述了该实验机的设计功能、设备构成、人机界面、控制系统及主要指标·

喷丸强化对新型7055-T7751铝合金疲劳性能的影响

对7055-T7751新型铝合金表面进行了陶瓷丸喷丸强化处理,采用X射线衍射仪、表面轮廓仪、扫描电子显微镜、显微硬度计等研究了喷丸强度、喷丸覆盖率等工艺参数对铝合金表面残余应力场、表面粗糙度、表面损伤及表面加工硬化和疲劳性能的影响。结果表明:优化工艺参数下的喷丸强化能够显著提高该铝合金的疲劳性能,并不是喷丸强度或喷丸覆盖率越高强化效果越好,而是存在合理的喷丸强化参数范围,在优化条件下铝合金可以获得良好的综合表面完整性,疲劳断裂抗力最高;确定的优喷丸参数为喷丸强度0.15mm,覆盖率100%,以此参数强化处理的7055-T7751铝合金的疲劳寿命是基材的2.7倍。

金属材料快速加热方法的研究与实现

针对热力模拟实验中金属材料快速加热系统,采用直接电阻加热方式,分析了加热速度的估算方法;为克服大电流所形成电磁场对温度测量的影响,采用每10ms周期短暂断电采集温度策略,利用同步电压实现触发采集,提出当采集点偏离断电区时的判断方法,并重新设置触发时间·介绍了智能控制在快速加热系统的应用·实践表明,快速加热系统在快速升温的同时,具有采集温度准确、控制精度高的特点·

喷丸强化与表面完整性对300M钢疲劳性能的影响

为提高300M超高强度钢疲劳抗力,研究了喷丸强度、喷丸覆盖率及表面完整性对300M钢疲劳性能的影响规律,利用X射线衍射仪、表面轮廓仪、扫描电子显微镜(SEM)、显微硬度计等,测试和分析了喷丸强化对300M钢表面残余应力场、表面粗糙度、表面损伤及表面加工硬化的影响规律,探讨了喷丸强化对300M钢疲劳抗力的作用机制。结果表明:喷丸强化改善300M钢的疲劳抗力的效果与喷丸强度、喷丸覆盖率之间的关系不是单调变化规律,并非喷丸强度或喷丸覆盖率越高强化效果越好,而是存在较佳的喷丸强化参数范围,此条件下表面完整性高,疲劳抗力亦高。在喷丸强化工艺参数选取时,不宜盲目地追求过高的喷丸强度或喷丸覆盖率,而忽视金属材料的表面完整性。

音圈式快速伺服刀架的分析与设计

自由曲面光学零件面形复杂,快刀伺服车削加工是其高效加工手段。针对压电陶瓷型伺服刀架行程小,加工能力有限的问题,提出一种基于音圈式直线电机驱动的快刀伺服方案。音圈式快速伺服刀架行程大,可大大拓宽快刀伺服加工范围。以典型光学零件加工为例,对快速伺服刀架所应具备的关键性能指标进行分析,给出了音圈电机的结构,对音圈式伺服刀架进行了理论建模、控制器设计以及实际性能测试。测试结果表明,所设计的音圈式伺服刀架行程大、频响高,在刀架行程为±100μm时可达到300Hz的频响能力,同样行程下的频响指标优于国外同类产品。