一维六方准晶非周期平面内中心开口裂纹的平面热弹性问题

考虑裂纹内部介质的热传导率,研究了一维六方准晶非周期平面内含中心开口裂纹的平面热弹性问题.利用Fourier积分变换技术,得到了热应力、裂纹尖端处的热应力强度因子和应变能密度因子的封闭解.数值结果讨论了裂纹内部介质的热传导率、外载荷及声子场-相位子场耦合系数对热应力强度因子和应变能密度因子的影响.结果表明,声子场-相位子场耦合系数对裂纹扩展影响较大.当声子场载荷较小或热流密度较大时,裂纹不易扩展,热流密度在裂纹尖端处会出现集中热效应.随着裂纹内部介质热传导率的增大,热流密度逐渐增加而热应力强度因子逐渐减小.该文所得结果为准晶热力学性质的实际应用提供了理论依据,进而可用于优化准晶元器件的设计和制备.

表面开口裂纹超声表面波频谱法测量的数值模拟

建立了具有吸收边界的二维平面应变有限元模型,在研究了脉冲超声波在模型中激发和传播的基础上,利用表面波频谱法对不同深度的表面开口裂纹深度进行了测量。通过波场快照图观察了超声波的激发以及表面波在裂纹处的散射和波型转换过程。对透射波的信号进行了处理,得出裂纹深度和吸收频率的对应关系。

桥面现场开口裂纹的测试与研究

采用冲击回波法对京珠高速公路某桥面上出现的开口裂纹用飞行时间法进行了检测 ,通过信号分析和后处理 ,确定了每一点的开口裂纹的深度 ,分析结果与设计和施工单位理论估算的结果相吻合 ,表明该测量方法已能适用于现场检测 。

广义有限元法计算飞机开口裂纹应力强度因子

机身开口圆角损伤可能逐渐形成裂纹从而严重影响飞机使用安全,为此对圆角裂纹进行剩余强度估算显得十分重要。使用Williams位移场广义有限元法进行裂尖单元加强,并对裂尖区域应用放射形网格划分技术,编写广义有限元法的MATLAB程序,研究并计算飞机舱门开口圆角裂纹的应力强度因子。结果表明:在裂纹分析上,广义有限元法较常规有限元法具有更好的适应性和更高的精度。

表面开口裂纹深度超声测定

现行的超声波探伤标准、规程中，尚无判定面型缺陷深度的具体方法。文章通过理论研究及实验结果表明，应用可变间距的收、发式探头，测定表面开口裂纹深度的方法是可行的，尤其是深度大于５ｍｍ的情况。归纳出测深的５个步骤也适于测定平板底面开口裂纹尖端至上表面的距离。适用于碳钢、低合金铜开口裂纹的测量，只要衍射波幅度达Φ１×６—１５ｄＢ的强度（具有一定的信噪比），原则上可以实现对任何开口裂纹深度的测量。

铁素体与奥氏体异种钢焊接接头表面开口裂纹的电磁检测

为了研究电磁检测技术检测铁素体与奥氏体异种钢焊接接头表面开口裂纹的能力,制作了Q235R与S30408异种钢横向刻槽对比试样和纵向刻槽对比试样,开展了涡流阵列检测和交流电磁场检测试验。结果表明:涡流阵列检测技术能够检测异种钢焊接接头的横向裂纹和远离铁素体与奥氏体熔合线处的纵向裂纹,但无法检出熔合线处的纵向裂纹;交流电磁场检测技术能够检测熔合线处的纵向裂纹,但无法检测出远离铁素体材料的纵向刻槽;涡流阵列检测技术与交流电磁场检测技术的组合,可以解决铁素体与奥氏体焊接接头的表面开口裂纹的检测问题。

超声测定表面开口裂纹的深度

在役设备上如果发现有表面开口裂纹,就希望知道其深度,因此测深受到人们的关注.入射的超声波会在表面开口裂纹的尖端产生衍射波,利用衍射波来测定表面开口裂纹的深度,国内外已有许多文献报道.本文提出的利用探头间距固定的收发式探头测深,方法简便、实用,适于现场应用.1 理论分析裂纹尖端产生的衍射波是非常弱的,为了提高信噪比和容易识别衍射波,我们采用了收发探头间距固定的方案.

圆弧形工件开口裂纹深度的精确测量

用几何光学原理，推导出圆弧形工件表面开口裂纹深度的精确计算公式，并通过试验验证了公式的准确性。

基于环形统计矢量阈值加权的上表面开口裂纹横波全跨全聚焦成像

为了有效抑制非目标模式反射体回波伪影,本文提出环形统计矢量阈值(CSVT)加权的上表面开口裂纹横波全跨全聚焦成像技术。利用延时信号构建环形统计矢量(CSV),并根据Weibull分布确定伪影噪声的CSV值范围后,通过阈值将其剔除得到CSVT因子。研究表明,在32~64阵元有效孔径范围内,非目标模式反射体回波伪影噪声的CSV值范围在0.2~0.4之间,TT-TT模式(目标模式)下的上表面缺陷回波CSV值接近于1。因此,阈值处理后的CSVT因子值可有效保留缺陷的权重因子,同时抑制绝大多数非目标模式反射体伪影及相位随机分布的噪声。相比于横波全跨TFM成像,CSVT加权后的铝块TFM成像图中,上表面-45°~45°人工刻槽下尖端的裂纹信噪比提升范围为7.7~14 dB。

利用激光超声纵波的衍射信号测量开口裂纹

激光超声的纵波声场在工件内部各个方向均有分布,相比于横波和表面波,纵波最先到达开口裂纹处,随后发生衍射以及产生波型转换现象。若提取相应含有开口裂纹信息的超声波信号,便能够达到缺陷识别的目的。基于烧蚀机制下激光超声纵波声场的分布特点,分析了衍射纵波信号的时间及相位特征,并给出了裂纹参数的表达式。建立了含开口裂纹工件的二维有限元模型,根据衍射纵波的渡越时间计算了开口裂纹的深度并进行了对比。同时还探讨了衍射纵波的相位反转现象,为检测过程中衍射纵波的识别提供了依据。最后对开口裂纹进行了激光超声测量实验,验证了利用激光超声纵波的衍射信号测量开口裂纹的可行性。

基于逆时偏移的底面开口裂纹高精度超声成像及定量分析

传统的超声成像方法只能使用一次反射波对缺陷的上端进行成像,而基于逆时偏移的超声成像方法可使用多次反射波对缺陷进行完整的成像。该项研究将一种基于逆时偏移的超声成像方法用于对底面开口裂纹的高精度成像和定量分析。在数值仿真方面,对底面识别的必要性和高成像精度进行说明。在实验方面,对具有多个底面开口裂纹的铝块进行底面识别,进而对底面开口裂纹进行完整成像。综合考虑底面识别前后的逆时偏移成像结果,可对底面开口裂纹的长度和宽度进行直观的定量分析。最后,针对逆时偏移成像在超声无损检测方面的应用,给出对缺陷进行完整成像及定量分析的3个关键的步骤。

基于超声检测的表面开口裂纹测深试验对比研究

介绍了表面开口裂纹超声测深方法,制作了模拟表面开口裂纹缺陷的人工切槽试板,应用端点衍射法、爬波检测法、衍射时差法、相控阵检测法实施裂纹测深对比试验。根据试验数据和误差分析,对于深度越大的切槽,测量结果较准确;应用爬波能够测量深度为1 mm的切槽,而对于1 mm以上的切槽,应用相控阵检测则能够得到最佳测量精度。

基于爬波法的奥氏体不锈钢表面开口裂纹测深试验对比研究

爬波是一种在材料表面下传播的压缩波,其对粗晶组织衰减少,因而特别适用于检测奥氏体不锈钢表面缺陷。制作了奥氏体不锈钢表面开口裂纹缺陷模拟试板,通过开展裂纹测深对比试验,分析爬波法对裂纹深度测量的准确性。根据试验结果,爬波法能够对深度为1至10 mm的切槽进行精确测量,测量精度优于端点衍射波法。

表面开口裂纹深度的超声波检测

本文应用超声波探伤原理,对表面开口人工窄缝缺陷和实际疲劳裂纹缺陷的深度,进行了超声检测、对比和分析,给出了基准灵敏度确定原则和实用超声检测方法。

基于冲击回波法的混凝土板块开口裂纹的研究

通过使用冲击回波法对混凝土板块不同深度开口裂纹进行测量 ,对获取的数据进行后处理和分析 ,得出有关混凝土板块开口裂纹用冲击回波法测量的一些结论。

通过裂纹开口位移(CMOD)对J积分预测的方法研究

讨论推导J积分和裂纹开口位移(CMOD)的关系,提出了一种通过测量裂纹开口位移(CMOD)估算J积分的方法.以三点弯曲试件冲击断裂试验为例,借助试验高速摄影机对断裂过程的记录影像提取的压头下压位移和裂纹开口位移,运用ABAQUS软件做有限元仿真分析对比,较好的说明了J积分与CMOD的存在正比关系.通过公式可以看出在材料和几何形状不变的情况下其正比关系中因子β是固定值,与远场载荷无关.应用因子β有助于用一个简单加载情况估测受力情况复杂的部件裂纹处的J积分.算例表明,因子β对于J积分的估算偏于保守,这一结论在工程实际应用中有着参考价值.

表面开口斜裂纹超声表面波频谱法测量的数值模拟

文章建立了含表面开口斜裂纹的二维有限元模型,在模型中引入Sarmar吸收边界,对脉冲超声表面波的激发、传播和在斜裂纹处的散射进行了分析,并利用频谱法对斜裂纹深度测量进行了数值模拟。通过模拟波场快照图观察了脉冲超声表面波在表面开口斜裂纹处的散射和波型转换过程。对透射波信号进行了频谱分析,得到了斜裂纹倾角和深度参数与吸收频率的对应关系。

裂纹深度和裂纹开口位移的关系

在工程应用中,疲劳裂纹的出现有时不可避免,研究裂纹深度d和名义裂纹开口位移NCOD(normalized crack opening displacement)之间的关系十分重要。从理论公式出发,发现了裂纹深度和裂纹开口位移之间的线性关系。通过实验对这一比例关系进行了验证。利用有限元软件Ansys对6组不同的裂纹模型进行了仿真模拟。在实际问题中,用仿真或者实验的方法可以计算出裂纹深度和名义裂纹开口位移之间的比例因子α,利用这种线性关系可估算出构件上肉眼不易观察到的裂纹深度值。

基于衍射横波的裂纹激光超声检测方法

为了评估表面开口裂纹,采用激光超声衍射横波的方法测量其参量.激光激励的横波传播至裂纹尖端产生衍射信号,随后被处于裂纹另一侧的传感器所接收.依据不同接收点衍射横波的渡越时间,推导出裂纹参量的计算公式;模拟分析了横波在工件中的传播过程,搭建了裂纹的激光超声测量实验系统,并采集了衍射横波数据.结果表明,在有效的检测范围内,测量值与实际值之间的误差在5%之内.该结果可促进激光超声在表面裂纹检测中的应用.