均匀导热球热导率的电像法求解思想及应用

类比是物理学中常见的思想,不同类型的问题如果有形式相似但只是系数不同的方程,一般来说二者可以通过类比来相互求解.热传导作为不可逆过程热力学的问题,其研究方法较为有限,而大多方法又依赖求解繁琐的数学物理方程.笔者基于求解均匀导热球热导率的问题,将热流场与静电场进行类比,通过电像法构造出内部的热流线与温度分布,理论计算的结果与COMSOL仿真模拟结果符合较好.最后,还分析了电像法求解热传导问题在生命科学研究中可能的潜在应用.

冲击映像法在公路注浆修复检测中的应用

冲击映像法作为一种新兴的无损检测技术,可对注浆修复的公路进行有效地检测,且经济便捷。基于江苏南通市S225如东段高速公路病害及注浆修复情况,采用冲击映像法检测注浆前后的响应波形,使用高质量激发锤获取低频弹性波信号,通过不同介质面上反射得到的响应波形强弱,对注浆前后公路的脱空裂缝情况进行定量可视化的分析。

基于红外热像法的金属裂纹扩展研究

疲劳裂纹是金属结构件在工程实际中常见的失效形式之一,裂纹的扩展则会导致大部分塑性功以热量的形式耗散,因此基于红外热像法的金属结构温度监测是实现裂纹扩展评估的有效方法之一。本文分析了金属裂纹扩展过程中材料的热耦合方程,使用ABAQUS软件进行直接热力耦合数值模拟,揭示了塑性功转化系数、拉伸速度对单轴拉伸载荷下含裂纹的Q235试件表面温度变化的影响规律,并基于红外热像仪测量试验得到了同数值模拟吻合度较高的结果,以此验证了此规律的正确性。结果显示,拉伸过程中试件表面温度经过平稳阶段、稳步上升阶段。裂纹扩展过程中,试件表面温度最高点位于裂纹尖端前方。同时拉伸速度越大,试件断裂时间短,裂纹扩展过程中热损失越小,试件表面温升越大。该结果对金属结构的裂纹监测和预警具有重要意义。

电位映像法检测高聚物防渗墙完整性试验研究

基于堤坝病险加固过程中所采用的高聚物防渗墙具有绝缘性和不透水性,提出一种无损检测高聚物防渗墙完整性方法——电位映像法,该方法利用墙体对堤坝表面电场重分布的影响规律来判别墙体是否存在缺陷。通过开展墙体施工前后、不同墙体深度以及墙体存在缺陷时的数值模拟试验和现场试验,结果表明:电位映像法具有快速高精度等特点,是一种检测高聚物防渗墙完整性的有效方法。

红外热像法发射率校正及电学法温度补偿方法

主要对提升半导体分立器件红外热像法结温测量精度,及其与电学法温度补偿技术进行研究,从而实现电学法与红外热像法两者在结温方面的互通性。根据器件材料在不同温度下有不同发射率的理论基础,结合试验研究器件高结温发射率校正技术提升红外热像法结温测试精度,在此基础上理论与试验分析红外热像法与电学法的温度补偿方法,实现只进行红外热像法与电学法中的一种方法就可获得另一种方法的结温。

基于红外热像法的叶片受迫振动热耗散规律研究

疲劳过程中存在热耗散效应,热耗散产生的温度变化可反映疲劳损伤过程,为研究航空发动机叶片疲劳问题,故提出基于红外热像法的叶片受迫振动热耗散规律研究。首先,系统分析疲劳热耗散理论;其次,对叶片结构进行模态分析,获取各阶振型以及应力分布,分析振动特性,并确定薄弱区域;最后,基于红外热像法对平板和叶片结构在超声激励受迫振动过程中的热耗散规律进行研究。结果表明:叶片结构高阶模态主要为弯曲或扭转为主的复合振动,应力集中常发生在叶根与叶身中部;质量、阻尼作用和振动时间分别影响试件表面温升速率和最大温升值;热像法可作为结构受迫振动下应力集中区域快速检测的有效技术手段,为叶片结构振动疲劳非接触式测量研究提供了新的思路。

钢壳沉管混凝土界面脱空检测足尺模型中冲击映像法的应用

自密实混凝土在浇筑时容易产生空洞,使其抗压强度下降,从而威胁结构的安全性。为了快速准确地检测出钢壳混凝土脱空缺陷,文章以深中通道海底沉管隧道为研究对象,以冲击映像技术为基础,开展大型沉管隧道钢壳混凝土脱空缺陷检测方法的研究。

地震映像法确定建筑物基础类型的应用

近年来随着物探技术在城市的应用,工程物探技术得到长足发展,但针对某些特殊要求也遇到了一些挑战。譬如对于老旧建筑物的基础类型判定,目前没有成熟的无损检测方法加以利用。笔者在某个工程的实践中利用浅层物探方法中的地震映像法进行了一次尝试,取得了比较满意的效果,并通过其他方法得到了验证。

脉冲热像法在航空复合材料构件无损检测中的应用

对红外热像检测技术的原理、特点和国内外应用状况作了简单的介绍,对闪光灯激励脉冲热像法中影响检测的主要参数进行了分析,并针对多种常见的复合材料构件进行了检测研究。研究结果表明:对于薄蒙皮的泡沫夹层结构件和蜂窝夹层结构件,闪光灯激励脉冲热像法能够给出清晰的检测结果和丰富的构件内部信息,可以检测出脱粘缺陷、损伤和蜂窝积水,能够用于雷达罩的在役检测。闪光灯激励脉冲热像法适于检测厚度较薄的层合板构件。

地震映像法在古河道探测中的应用

古河道的存在与否直接影响到建筑的桩基类型。针对古河道与上层覆盖层之间存在较明显弹性差异的特点,采用地震映像法对某地区的潜在古河道进行了探测,对典型测线的地震波剖面图进行了分析,并通过钻孔对地震映像法的探测结果进行了验证,由此确定了古河道的走向。通过工程实例,说明了地震映像法在其测深范围内对古河道探测的有效性,地震映像法所得结论与地质结果、钻孔资料较吻合。

热像法和能量法快速评估Q235钢的疲劳性能

借助热像法和能量法快速确定了单轴循环应力作用下Q235钢的疲劳性能参数,与传统实验结果相比,吻合较好。基于极限能理论假设,建立了Miner线性累积损伤理论的能量模型以预测构件的残余寿命。研究结果表明:热像法和能量法可以在较短的实验周期内快速地确定材料的疲劳极限和S-N曲线等疲劳性能参数;Miner理论的能量模型具有明确的物理意义,能准确预测循环载荷作用下构件的残余寿命。

定量热像法预测焊接接头的S-N曲线和残余寿命

在恒定的平均应力作用下,考虑焊接接头的实际工况,利用红外热像技术建立了快速预测焊接接头疲劳参数和残余寿命的模型,实现了定量热像法对非均质焊接接头疲劳性能的评估。通过红外热像仪监测焊接接头表面局部热点的变化,定性分析了损伤演化状态。结果表明:定量热像法克服了传统疲劳实验方法的局限性,可快速、准确地确定非均质焊接接头的疲劳性能。同时,通过对疲劳损伤过程中热点区域的实时监测说明其是一种有效的检测方法。

地震映像法在垃圾坑勘察中的应用

永定河垃圾坑分布的勘察是该河道修复治理工程的基础环节,为了初步圈定垃圾坑的范围,进行了相关调查和研究,针对该勘察区内垃圾坑分布无规律这一特点,在多种物探技术方法中,经试验选用地震映像法进行勘探.利用地震映像资料,结合验证孔资料,比较直观的查明垃圾坑的空间分布及产状,为治理和修复工作提供了可靠的依据.地震映像法在垃圾坑勘察中的成功应用,可以给我国内其他类似工程提供借鉴与参考,也表明地震映像法在城市工程勘察中有广泛的应用前景.

复合热像法定量测量红外激光辐照度分布

为解决红外摄像法测量激光辐照度分布难以定量的问题,结合红外摄像法和量热法,提出了复合热像法的测量方案,研制了一套激光辐照度时空分布测量原理性样机,测量了2 000 W级Nd:YAG激光的辐照度分布。结果表明:利用漫反射屏上安置少量量热式激光能量探头的方式可以实现基于红外摄像法的绝对定标测量,通过红外漫反射数据与能量探头数据的归一化处理,可以得出红外激光辐照度的时空分布的定量结果。该样机系统为国内首创,并成功应用于红外强激光的辐照度定量测量。

红外热像法研究屋顶绿化对热环境的影响

该研究应用红外热像法测量绿化屋顶的表面温度,进而分析屋顶绿化对热环境的影响。通过采集斜坡屋顶绿化、轻型屋顶绿化和蓄水覆土屋顶绿化在阴天、雨后一天、晴天三种天气条件下的红外热像图,分析对比三种绿化屋顶在同一天内及三种不同天气条件下的温度变化。结果表明绿化屋顶表面温度的变化主要受太阳辐射和气温的影响,而蓄水覆土绿化屋顶的表面温度还受到其含水量的影响;屋顶绿化在夏季天气条件下可有效降低屋顶的表面温度、减小温度波动幅度,有利于改善城市热环境。

基于有限元法和锁相热像法对含缺陷构件的应力分析与疲劳性能评估

基于有限元法研究含盲孔缺陷构件的应力集中系数Kt随盲孔深度h和盲孔直径的变化规律。利用锁相热像法的热弹性分析模式(E-Mode)研究盲孔附近的应力分布,预测不同深度盲孔的Kt,与有限元结果相比较发现吻合良好。通过Altair Li软件中的耗散模式(D-Mode)和Altair软件分别研究构件在疲劳过程中的固有耗散量和温度信号的变化规律,以评估疲劳损伤的演化过程。以固有耗散和温度信号的变化规律作为疲劳损伤的指标,快速预测带盲孔试件的疲劳极限,进而预测试件的疲劳缺口系数Kf。理论计算的结果证明了锁相热像法的有效性。

冲击映像法在渡槽竖墙空鼓裂缝检测中的应用

某大型调水工程渡槽波纹管灌浆不密实、注浆封堵不严使其内部积水,冬季波纹管冻胀导致渡槽竖墙内部破裂产生空鼓裂缝。受钢筋网密布和波纹管存水的影响,超声法、电磁法均无法有效检测到空鼓裂缝。本文介绍了选用冲击映像法对渡槽竖墙空鼓缝分布范围的检测。经钻芯取样验证,检测结果真实可靠。

浅层地震映像法在堤坝无损检测中的应用

为了达到准确而有效地对堤坝裂隙 (或裂缝 )进行无损检测之目的 ,在建立垂直裂隙 (或裂缝 )反射波运动学数学模型的基础上 ,对垂直裂隙 (或裂缝 )模型进行了数字模拟和超声波物理摸拟 ,对其结果作了综合讨论和分析。并对某钢筋混凝土大坝采用浅层地震映像法检测的实例结果进行了综合分析。结果表明 ,浅层地震映像法探测垂直裂隙时 ,必须采用偏移距不为零的等偏移距映像法才能得到垂直裂隙 (或裂缝 )的反射 ,否则难以对垂直裂隙 (裂缝 )进行有效检测 ;不管激发和接收点处于什么位置 ,在水平界面上的反射点均在与激发和接收点同侧 ,距垂直裂隙 1/ 2偏移距处 ;浅层地震映像法是一种无损检测堤坝裂隙 (或裂缝 )及不良体的行之有效的方法。

基于横波冲击映像法的水闸底板脱空缺陷检测

某水利枢纽下游侧存在渗水、冒水等严重问题,采用横波冲击映像法对进水闸底板与基础围岩脱空情况进行探查,结果表明该法不受水和钢筋网等因素干扰,为修补加固设计方案提供可靠基础资料。文中阐述了检测方法原理、设备及检测过程,给出了数据处理流程,通过数值模拟制定脱空标准,完成闸底板脱空缺陷分布图。检测结论:(1)水闸底板存在脱空,部分底板脱空区形成渗漏通道,造成下游侧涌水;(2)脱空率大于20%的闸底板,需要及时进行灌浆处理,中等程度脱空的闸底板,还需做进一步探查,其他的脱空不严重水闸底板无需处理;(3)建议对水闸进行垂直变形和水平变形监控,严格控制最高运行水位,防范水闸塌陷和下滑。横波冲击映像法为类似工程缺陷问题的探查提供了借鉴。

疲劳热像法研究综述

能量方法是疲劳研究的重要方法,新兴的红外热像技术则是实现这一方法的重要手段.红外热像法作为一种无损、实时及非接触的测试技术,已被广泛地应用于疲劳研究中.近年来,提出了一些用于快速确定材料及构件疲劳极限的热像法,并得到了很好地开发与推广.文中介绍了疲劳热像法的兴起、发展与深入研究,讨论了该领域出现的主要问题及当前的研究热点,并展望了疲劳热像法的研究前景.