基于磁噪声和增量磁导率的塑性变形定量无损评价

针对机械结构在加工、制造和使用过程中常出现的塑性变形损伤,研究了碳素钢材料塑性变形与巴克豪森噪声及增量磁导率之间的关联性。试验结果表明,在小变形时,巴克豪森噪声信号随塑性变形变化明显;增量磁导率值随塑性变形的增大而规律性变化。不同碳素钢材料的试验结果表明,巴克豪森磁噪声和增量磁导率可用于碳素钢材料中塑性变形的定量无损评价。

超声焦散线法在材料定量无损评价中的应用

基于超声焦散线的形成原理,阐述了超声焦散线法在材料定量无损评价中的应用。指出了利用超声波的穿透性,结合断裂力学理论及声弹性理论,不仅可以探知材料中缺陷的有无,而且还可进一步确定缺陷附近的应力分布。

特征参量选择对磁巴克豪森噪声评价材料硬度的影响

硬度是材料力学性能的重要指标之一,传统的压痕法测量方式会对材料产生破坏,因此硬度的无损评价成为该领域研究热点。针对合金钢表面硬度快速定量无损检测需求,设计6种不同热处理的24CrNiMo合金钢试件,采用磁巴克豪森噪声检测系统测量试件的无损检测信号,并提取3个不同的信号特征参量,分别建立不同评价参量与硬度之间的映射关系,得到3种硬度单参量评价模型,验证和对比单参量评价模型的相关系数和评价精度,分析模型存在问题和缺陷。为进一步提高合金钢硬度评价精度和可靠性,提出基于信号全量特征的多元评价参量,建立硬度多元参量评价模型,并对评价模型进行验证和对比分析。结果显示:基于卷积神经网络的多元参量评价模型效果好于单参量评价模型,其评价结果的平均误差为0.97%,最大误差为2.78%。研究成果为合金钢硬度快速定量无损检测提供了新方法,提高了评价精度、可靠性和稳定性。

超薄弹性层超声反射波频域测厚法

为了克服超声体积波测量方法只适用于测试厚度大于声波波长的弹性层的缺点,提出了频域相对传递函数法测量超薄弹性层的厚度的新方法.在推导超薄弹性层相对反射传递函数的基础上,用相对反射传递函数幅度谱、相位谱和复谱定征超薄弹性的厚度,分析了影响估计准确性的各种因素,研究了相对反射传递函数对厚度的灵敏度函数在误差传递中的意义.实验结果表明:相对传递函数法能够测量厚度为波长百分之一的铝薄层的厚度,相对误差小于2.5%,其中用幅度谱定征得到的结果最准确.这表明相对传递函数法可以有效地测量超薄弹性层的厚度,在实际应用中更加实用,其定征的准确性主要由相对传递函数对厚度灵敏度函数和测量误差共同决定.

应用超声相对传递函数的超薄弹性层速度测量法

常规的超声速度测量方法受信号脉冲长度的限制,在测量单层和多层复合材料时只适用于测量厚度与声波在介质中波长相比拟的弹性层。基于单一薄弹性层相对反射传递函数,提出一种频域定量超声波无损薄层材料声速测量的新方法。采用以水浸单层相对反射传递函数幅值谱、相位谱和复谱为基础在最小二乘误差意义上的反向算法对超薄弹性层的纵波声速进行定征,并进一步分析了影响定征准确性的各种因素,研究了水浸相对反射传递函数对纵波速度灵敏度函数在误差传递中的意义。实验结果验证了该方法的有效性。

用超声相对传递函数定征超薄弹性层的密度

密度是表征物质性质的一个重要声学参数。基于超薄弹性层相对反射传递函数,提出一种超薄弹性层定量无损密度测量的超声频域定征方法。采用以水浸单层相对反射传递函数幅值谱、相位谱和复谱为基础在最小二乘误差意义上的反向算法对超薄弹性层的密度进行定征,并进一步分析了密度变化时反射传递函数的变化,研究了水浸相对反射传递函数对密度的灵敏度函数在误差传递中的意义。实验结果表明定征方法是有效的。

QNDE的核心科学与工程基础进展(英文)

对材料和结构缺陷的无损检测(NDT)已经历了50多年的进化演变。在美国,它已经从一个要求零缺陷的检测策略(NDT),向基于损伤可容度设计的检测和评估技术(NDE)过渡。这里是假设部件始终包含一个缺陷,只有那些比断裂力学确定的临界尺寸更大时,需要通过检查将其消除,以重新确定产品的服务周期。介绍了这些因素对于推动模式转变及转换至定量无损检测方面起到的至关重要的作用。一系列的重大研究项目被启动,用于更新无损检测以满足新的要求。重点介绍了在第一项目发展中的研究重点,以及用于定量缺陷定义的DARPA/AFML跨学科项目。它有三个目的:发展新的核心科学/人员基础,使检测技术满足新的要求,确立发展新的领域,即适当的工程设备的阶段,并继续开展定量无损检测(QNDE)系列会议。从这个和其他方案的进展已导致对所涉及的任何检查和技术的各项测量的基本模型的链接为基础的定量无损评价(QNDE)的科学核心。除了讨论这些模式和它们的联系,还将定义核心结构。利用这些模型,一种新的强大的工程工具集已经开发,包括UT,RT和EC技术的模拟程序。这些工具的应用将成为亮点,在包括结构健康监测和状态检修的工作中将令人注目。最后,讨论了QNDE未来机会、远景和方向。