纵向超声辅助螺旋磨削Ti_(3)Al微孔的磨削力模型研究

为建立超声辅助螺旋磨孔过程中磨削力的预测模型,充分发挥磨削力在Ti_(3)Al微孔磨削工艺参数优化中的指导作用,基于切屑断面面积理论,分析了超声振动下切削变形力和摩擦力的变化,建立了超声螺旋磨孔的磨削力模型。搭建超声辅助螺旋磨削Ti_(3)Al微孔实验平台,采集磨削力数据并与所建模型进行验证。研究结果表明,磨削力随着主轴自转速度的增大而减小,并随着进给速度的增大而增大;当超声振幅由0增大至1.6μm时,平面磨削力和轴向磨削力分别减小了27.2%和28%。超声螺旋磨孔磨削力模型的预测结果与实验数据显示出良好的一致性,数值误差保持在20%以内,为超声辅助螺旋磨削Ti_(3)Al微孔的工艺参数优化提供了理论依据。

自由锚杆纵向超声导波特性理论计算与试验研究

基于超声导波技术的锚杆无损检测对保障工程安全具有重要意义。利用解析勒让德多项式方法研究自由锚杆纵向超声导波传播和衰减特性,该方法克服了传统勒让德多项式方法因含有大量数值积分计算致使求解时间长的问题,计算效率得到极大提高。计算钢杆的纵向导波群速度和衰减,与已有文献结果比较,证明此方法的正确性;与传统多项式方法对比,揭示此方法的高效性。通过试验研究自由锚杆导波传播特性,测得导波群速度值,与理论结果进行比较。结果表明:自由锚杆L(0,3)-L(0,10)模态下的衰减最小值和群速度最大值均随模态阶数增大而增大,且衰减最小值与群速度最大值在同一频率处。导波衰减值与回波振幅之间存在对应关系,衰减值越小,端面回波幅值越大。

管道裂纹纵向超声导波检测仿真研究

在纵向超声导波基本原理的基础上,分析了两种纵向模式位移分量随频率的变化而变化的情况,给出了一种梳状对称换能器对管道缺陷的有效检测.数值分析和仿真结果表明,利用纵向超声导波可对有障碍物覆盖的管道,有阻碍物遮挡的管道进行长距离、有效的、省事省时的在线检测,与理论分析相吻合.

管道纵向超声导波的对称模态转换特性分析

管道超声导波检测应用中,为建立有效的缺陷识别技术,需要通过分析回波信号深入理解导波与管道缺陷相互作用过程中缺陷对导波信号的影响,进而形成可表征缺陷不同特征的方法。超声导波的模态转换过程及转换模态提供了大量缺陷信息,而合理使用多个超声导波模态进行管道缺陷分析可改善检测和评估的效果。轴对称纵向L(0,2)模态超声导波被大量应用于管道缺陷的检测与评估,L(0,2)模态导波系统中往往同时激发出低阶纵向L(0,1)模态。针对以上情况,本文研究了这两种纵向模态与缺陷交互过程中对称模态的转换过程,并提取各模态成分,进一步分析了转换模态随缺陷参数变化的规律。研究结果可为利用模态转换信息实现缺陷的检测评估建立理论基础。

纵向超声振动钻削CFRP/钛合金叠层材料的动态冲击效应分析

为了研究纵向超声振动钻削CFRP/钛合金叠层板的动态冲击效应,将钻头视为一端固定、一端自由的等直径弹性直杆,把刀具-工件系统简化为以超声振动为激励的基础振动系统,建立动力学模型,并通过钻削试验验证了模型的可靠性和实用性。研究结果表明,超声振动产生的动态冲击力幅值,取决于钻头的几何参数和悬伸长度、超声振动的振幅和频率,以及被加工材料的力学特性,与钻削用量(每转进给量和主轴转速)无关;动态冲击力幅值的大小与超声振动的振幅成线性关系,超声振动频率的影响较为微弱;动态冲击力幅值的大小与钻头直径近似为线性关系,与钻头的悬伸长度成非线性关系;超声振动的振幅增大,或钻头直径和悬伸长度增大,都会使动态冲击力幅值增加;加工中的实际动态冲击力的大小与被加工材料的弹性模量和刚性有关,弹性模量和刚性高时,实际动态冲击力也大。这种研究方法和结论对超声振动钻削冲击效应的定量分析和超声振动钻削技术的推广应用提供了参考。

直肠纵向超声在尿道结石中的应用价值

尿道结石是尿石症中较少见的疾病。应用直肠腔内纵向超声同时配合腹部超声探查是确定尿道结石最直观、最可靠的无创伤性诊断方法。特别针对男性后尿道长特点,直肠腔内超声可以直接探查到后尿道结石所在的部位、大小、形态等。本组8例尿道结石均为男性,他们主要有不同程度的腰痛、会阴部剧痛、排尿不畅或突然尿闭症状。通过直肠腔内纵向超声探查其结果5例于前列腺段尿道内可见强光团大小为8～1.2cm、后伴声影,另3例尿道内可见散在的泥沙样结石。

扭动模式与纵向模式超声乳化术在老年白内障手术中的应用

目的探讨不同模式超声乳化技术在老年性白内障手术中的临床应用效果。方法将102例老年性白内障患者随机分组,分别采用扭动模式超声乳化术和纵向模式超声乳化术,比较两种模式术中和术后各项指标的差异。结果两种模式均可成功完成手术,其中扭动模式术中超声乳化时间〔(40.5±8.6)vs(45.7±3.4)〕、超声能量(16.1±5.2 vs 20.5±10.2)优于纵向模式超声乳化术;术后7 d扭动模式组矫正视力恢复优于纵向模式组(0.24±0.11 vs0.16±0.13)。但术中加入平衡盐溶液体积、术前术后中央角膜厚度和内膜细胞计数比较两种模式无显著差异。结论对于老年性白内障患者而言,扭动模式超声乳化术角膜损伤程度小,术后视力提高明显,更为安全有效。

充粘液管材中超声纵向导波的无损检测参数选择

对超声纵向导波在充粘液管材中的传播特性进行了分析。在假设实频率和复波数的基础上,计算了导波的频散曲线,得到并分析了导波在系统中的位移分布曲线和衰减系数分布曲线,以此确定了用各模式检测管材中缺陷的最佳频厚积范围和检测的最佳位置。分析结果表明:频厚积在0.07MHz·mm以下,用L(0,1)模式检测较为理想,检测管内壁缺陷时更灵敏;在0.09～0.16MHz·mm之间用L(0,2)模式检测及在0.18～0.28MHz·mm之间用 L(0,3)模式检测时较为理想。

基于重叠预埋物的超声纵向精度检测方法

碳纤维增强复合材料超声无损检测中,要求超声检测仪搭配超声换能器使用时在超声纵向精度能够达到1层预浸料的厚度。为了测试超声检测仪搭配超声换能器使用时的超声纵向精度,提出了一种基于内嵌重叠预埋物检测试块的超声纵向精度检测方法。采用此方法,测试了3种型号超声检测仪搭配3种型号超声换能器使用时的超声纵向精度和超声脉冲周期数。测试结果表明,FCC-D-1超声检测仪搭配FJ-1超声换能器使用时具有最好的超声纵向精度(1层预浸料厚度,约为0.13 mm)和超声脉冲周期数(1周)。

基于超声纵向波的电力杆塔地脚螺栓缺陷无损检测研究

电力杆塔地脚螺栓的良好与完整是杆塔稳固的重要保障,杆塔地脚螺栓存在的缺陷问题会严重威胁到杆塔的结构安全。目前对于杆塔地脚螺栓的缺陷检测尚未有较好的解决方案,因此论文基于超声纵向波设计一种地脚螺栓缺陷无损检测系统,可实现对螺栓缺陷情况的准确检测。该系统由信号激励以及信号接收两个部分组成,主要包括信号发生器、数模转换器、调理电路、阵列式激励传感器以及接收传感器、前置放大器、模数转换器、存储器等模块。对模型桩的测试结果表明,论文所设计的无损检测系统可以较好地实现对杆塔地脚螺栓缺陷情况的检测。

锚杆锚固质量的超声导波检测技术研究

采用低频超声纵向导波检测了锚杆的锚固质量.首先研究了调制波类型及激励信号周期数对信号频谱的影响,优选出汉宁窗调制的正弦波信号作为检测信号,然后数值模拟研究了20~100kHz纵向导波在锚杆锚固段上界面的反射情况,进行了纵向导波在锚杆底端与锚固段上界面反射回波的时间差确定锚固锚杆的脱锚长度,进而确定锚杆的粘结密实度的理论与试验研究,结果表明:随着频率的增大,锚固段上界面的反射回波系数逐渐减小.锚固段上界面反射回波系数的试验与数值模拟结果变化趋势差异较大,原因为传感器具有谐振频率及传感器与锚杆接触面耦合存在能量损失.粘结密实度测定的试验与理论结果吻合较好.

双激励二维超声振动切削装置设计

设计一种垂直型的双纵向超声波椭圆振动切削装置,通过特制的柔性金属机构连接两组纵向复合式换能器。运用解析法确定了换能器和变幅杆的结构尺寸。在此设计基础上,利有限元分析方法对双纵向超声波椭圆振动系统做了模态分析和谐响应分析,得到了能满足振型、节点位置、频率要求的系统模型。谐响应分析结果表明:(1)该系统能够合成超声波椭圆轨迹;(2)刀具输出与换能器输入的两相振动相位差非常接近;(3)通过调节激励信号的相位差可以改变超声波椭圆轨迹的形状。

大尺寸SiC单晶片的超硬磨料切割技术研究进展

在SiC单晶片的制造中,切割是加工SiC单晶片的关键工序,其成本占整个加工成本的50%以上。然而,传统的切割技术还存在一定的缺点或局限性。本文在分析传统切割技术的基础上,较详细地介绍了金刚石线锯超声纵向振动切割技术,指出金刚石线锯超声纵向振动切割技术与相同实验条件下的未施加超声振动的锯切方法相比,具有加工材料去除率高、表面质量好、加工表面损伤小、挠曲变形小、切片薄、片厚一致性好、能切割大尺寸SiC锭等优点,是应用前景非常广泛的切割方法。