现代冶金材料分析检测技术课程教学改革探索

现代冶金材料分析检测技术课程教学存在教学方式不合理、实验教学效果难以保障、实践教学与理论教学有一定脱节、多学科实验项目存在交叉重复造成教学资源浪费等问题。应注重实验项目间的联系与延续性,统筹规划冶金工程实验教学,推进虚拟仿真教学,将科研检测与实验教学有效结合,加强理论教学与实验教学的联系,注重学生基本技能的培养,提升课程教学效果。

基于“成果导向”理念和“微助教”平台的材料分析检测技术课程教学改革

剖析了材料分析检测技术课程教学中存在的问题,基于“成果导向”教育理念,借助“微助教”平台,对课程教学目标、教学内容、教学方法、考核方式等进行改革。学生参与度显著加强,课程教学效果明显改善。

研究生专业课程双语教学的探索与实践——以“现代金属材料分析检测技术”为例

针对材料类硕士研究生的学科核心课程“现代金属材料分析检测技术”在教学过程中的不足之处,优化整合教学内容,充分运用现代教育技术,在授课中采用双语教学、案例研讨式、翻转课堂教学模式,以及基于学生研究方向的分组汇报等进行教学改革,建设以学生为中心的课堂教学,增强学生自主学习的兴趣、运用专业知识分析解决实际工程问题的能力及专业外语运用能力,拓宽学生的国际视野,从而提高教学质量和学生的综合素质,在课程改革中实现教学相长。

《材料现代分析与检测技术》课程教学改革探索

《材料现代分析与检测技术》是材料科学工程系本科生的核心专业基础课程,我们通过结合多种教学手段,采用翻转课堂,工程师进课堂以及学生自主出试卷等进行了多种改革探索,提高了学生学习积极性,教学效果良好。

冲击波加载技术及其在材料研究中的应用

介绍了常用的冲击波加载技术及其在材料研究中应用的现状,并对其进一步发展进行了探讨.

玻璃纤维复合材料超声C扫描检测研究

通过对玻璃纤维复合材料声学特性的分析,在对超声波声场深入探讨的基础上,采用基于超声时域的检测方法,运用超声扫描成像系统对玻璃纤维复合材料深度方向的C型显示、成像特性等方面进行了研究。经实验证明该方法能够实现对微小缺陷的成像检测。

钢管无损检测中的磁致伸缩导波技术试验研究

为了研究磁致伸缩导波技术对输气和输液钢管缺陷的无损检测能力,基于磁致伸缩导波检测技术,设计了磁致伸缩导波检测装置。在同一频率下分别对4根充气和充液管道不同位置的已知缺陷进行导波无损检测试验,其方法是主机产生特定大功率信号,输入到激励传感器,磁致伸缩效应在管道中产生导波,对采集信号进行数据处理,判断管道已知的焊缝及法兰有无及位置。试验结果验证了磁致伸缩导波技术对输气和输液管道无损检测的可行性,证明了该技术能够较好地检测到充气直管焊缝、法兰及支撑结构等管道突变缺陷及位置,但较难应用于弯管的检测,充液管道能够被检出缺陷,但较输气管道的衰减大,检测距离将大幅衰减。

^1H固体核磁共振技术对管材用Cr系催化剂催化乙烯共聚物及不同耐压等级管材料的研究

以基于Cr系催化剂、不同己烯含量的管材用乙烯己烯共聚物为研究对象，应用^1H固体NMR技术测定了其室温下的相结构参数以及不同温度下的相结构变化．研究发现，随着共聚单体含量的增加，NMR结晶相组分的含量降低，界面区和无定形区组分含量增加，且两者在NMR测定的长周期中所占的比例也增加．提出了以界面区含量和无定形区含量的比例随温度的变化作为定性判断非晶区中链段运动受限程度的依据．此外，采用相同的^1H固体NMR技术研究了不同耐压等级聚乙烯管材料基体树脂的聚集态结构．发现室温下随着管材料耐压等级的增加，结晶相组分含量减少而其他两组分含量增加，且NMR测定的长周期中结晶相组分所占比例降低而其他两组分比例升高．实验结果证明，上述定性判断非晶区中链段运动受限程度的判据与材料的耐压等级有较好的对应关系．

声发射技术在在役原油储罐检测中的应用

随着原油储罐使用时间的增长,储罐的安全及检测评价成为了使用及管理者所关心的问题,本文通过在役原油储罐的腐蚀机理,简述了在役原油储罐的主要腐蚀结构,然后介绍了声发射检测技术的物理基础、工作原理及系统组成,确保声发射检测技术的顺利进行,最后详细说明了声发射检测前的加压程序和储罐罐壁、罐底声发射源的评定方法。

结构钢焊接残余应力三维有限元分析

对结构钢板对接焊接及腹板与翼缘角焊缝连接的工字型截面梁进行三维有限元模拟,分析了焊接温度场、残余应力分布及残余变形。有限元计算结果与试验结果比较吻合,证实了计算模型的有效性。计算结果表明:焊接热影响区存在较大的三向残余应力,且纵向残余应力大于横向残余应力,对结构局部受力将产生较大影响,但由于焊接残余应力是自平衡的,故焊接残余应力的存在对钢材宏观受力影响不大。

陶瓷材料破坏过程中的声发射源定位方法

大多数研究者利用声发射检测陶瓷损伤断裂现象时,主要通过声发射参数分析陶瓷破坏过程,但该方法无法对陶瓷内的裂纹位置进行定位。鉴于该情况,对Geiger算法的初值选择问题进行优化,将优化后的Geiger算法应用于二维平面定位、三维空间定位实验,并计算了该方法的定位精度,即:在200 mm×200 mm的平板上,声发射源定位平均误差为1.641 mm;在50 mm×50 mm×100 mm的立方体上,声发射源定位平均误差为3.47 mm.其中材料的性质,声发射检测系统精度以及定位算法本身都是产生的误差的原因。实验研究了AD95(95%)氧化铝陶瓷压缩破坏过程中的声发射特性,利用优化后的Geiger算法对材料压缩破坏过程中的声发射源进行空间定位,定位结果和陶瓷实际断裂位置一致,该方法可用于分析陶瓷内部裂纹扩展过程。

不同检测环境下磁记忆信号变化研究

通过开展中碳45#钢试件的静载拉伸实验,采用磁记忆检测技术,研究了在线及离线2种检测环境下、不同加载阶段试件磁信号变化情况。结果显示:对应不同的检测环境,检测得到的试件磁信号差别显著。在线检测时试件周围磁环境对检测准确性影响较大,磁记忆检测判据——“过零点”失去作用;离线检测时检测效果良好,过零点能够反映试件应力集中部位。同时,对实验过程中的磁场强度变化及过零点漂移现象进行了理论分析。

常用工程材料的冻黏特性及冻黏界面破坏形态

用自制的材料冻黏力测试仪对Q235、PTFE、铝合金、橡胶、光滑玻璃和毛玻璃6种常用工程材料进行了冻黏特性试验,根据试验定义了材料冻黏系数概念并给出了上述6种材料的冻黏系数。观察了冻黏界面破坏形态,分析了在不同冻黏强度下的界面冰层的破坏规律,建立了由黏着层与黏附冰层组成的冻黏界面模型,并提出了材料的高冻黏强度主要取决于材料表面黏附冰层自身的强度的观点。分析了材料的冻黏强度机理,为冻黏防治理论与技术研究提出了新的途径。

空气耦合超声斜入射均匀弹性层状介质材料的传播特性

针对空气耦合超声非接触、无损伤技术在均匀弹性层状介质材料中应用缺少相关理论依据的问题,从波动方程入手,利用传递矩阵法及声波气体与固体边界条件研究了空气耦合超声波以不同的入射角和检测频率在均匀弹性层状介质中的声传播规律,建立了基于空气耦合的均匀层状弹性材料检测方法。模拟结果表明:斜入射时,透射系数分布呈现多模式形态;当入射角超过横波临界入射角时,发生全反射现象;随着检测频率的逐渐增大,入射临界角逐渐变小;随着声入射角逐渐增大,截止声波频率与介质厚度积也逐渐增大。实验验证表明,实验结果与数值模拟结果基本吻合。

F-T合成中试装置冷却器管开裂原因分析

采用宏观观察、超声检测、金相观察、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)及能谱(EDX)等方法,对某炼油厂F-T合成中试装置合成油气冷却器管子开裂原因进行了分析。结果表明失效原因是管子进口端发生了冷凝腐蚀,造成局部腐蚀严重;并伴随一定程度的垢下腐蚀以及管程工业循环水造成的均匀腐蚀。

双小波神经网络迭代的漏磁缺陷轮廓重构技术

在二维漏磁缺陷重构中,建立基于径向基小波神经网络(RWBF)的正演和反演模型,提出了一个反馈形式的双小波神经网络迭代模型,通过迭代使目标函数最小化,实现对缺陷轮廓的快速逼近。用仿真和实验获取的训练样本分别对正演和反演模型的RWBF进行训练。为了提高径向基神经网络的适应性和精度,提出了一种新的训练算法。首先确定最优分解层数,然后利用梯度下降法修正网络的权值。对不同分辨率和不同信噪比下的漏磁信号进行了重构,并与其他方法进行了比较。结果表明,双小波神经网络迭代模型能够实现漏磁缺陷的精确逼近,具有良好的鲁棒性,是有效的二维轮廓重构方法。

Pt-25Ir合金板超声波无损检测的特性

研究了Pt-25Ir合金薄板的超声波探伤特性。超声波在Pt-25Ir合金薄板中纵波速度是4350m/s,横波速度是2110m/s。计算了Pt-25Ir合金薄板中兰姆波相速度(Cp)、群速度(Cg)和入射角分别与频率×板厚(FD)的关系曲线。测量了探头与人工孔间的距离、人工孔的大小与波幅的对应关系。结果表明:不能根据缺陷波幅从理论上计算缺陷的大小和距离,当探头的频率增大时,缺陷波幅增大,盲区变小。

各向异性度对含矩形孔复合材料板孔边应力状态的影响

针对含矩形孔的复合材料板,根据非均质各向异性弹性理论和复变函数理论,通过保角映射方法建立精确的边界条件,解决了复杂孔型的边界条件问题。建立了基于准确边界条件的边界积分方程,并得到了含矩形孔复合材料板孔边应力的精确解析解。针对具有不同正交各向异性度E/E⊥的情况,以及它们对孔边应力集中系数的影响进行了探讨。结果表明:复合材料的性质对孔边应力有着不可忽视的影响,对于正交各向异性材料来说,两个主方向上的材料性质差别越大,即各向异性度越大,孔边应力峰值也越高。

火炮驻退机节制环磨损程度检测方法

节制环是火炮驻退机的关键部件,其磨损程度与火炮性能密切相关,如何在不分解驻退机的情况下确定其磨损程度,一直是火炮性能检测与维修领域面临的难题。提出一种利用火焰原子吸收光谱法(FAAS)对节制环磨损程度进行检测的方法,通过分析驻退机内的驻退液中Zn元素的含量,确定节制环的磨损程度,并对节制环是否需要更换做出判定。试验表明,该方法具有精度高、易操作、经济效益好等优点。

纤维排列方向对含圆孔的各向异性板应力场影响的仿真分析

针对含圆孔的复合材料板,在外界荷载作用下通常会引起孔周围区域的应力集中的问题。根据复变函数理论建立了计算模型。采用仿射变换的方法得到了准确描述应力场的复变应力函数。按照所建立的数学模型对含有圆形孔的复合材料板进行了应力分析。探讨了不同的纤维排列方向对孔边应力集中系数的影响。仿真分析了两个主方向的杨氏模量的变化对孔边应力的影响。