钢中非金属夹杂物对时频域超声参量的影响

通过建立包含夹杂物的二维金属板超声测量数值分析模型,研究超声信号随夹杂物的深度、厚度和类型等属性特征的变化规律,并通过超声显微镜和扫描电镜实验验证模型的有效性。研究结果表明:纵波声速随夹杂物厚度的增加呈线性递增,含有Al2O3夹杂物的声速最大且增速最快,含有MnS夹杂物的声速最小且增速最慢,纵波声速可以作为判定内部是否存在夹杂物的参量;不同超声参量随入射波长的变化关系曲线,可用于判定夹杂物的厚度;当夹杂物深度位于钢板厚度的中间时,衰减系数最大,且含有MnS夹杂物引起的声波幅值衰减最严重,含有TiN夹杂物的声波幅值衰减最小。

TC4激光立体成形显微组织对超声参量的影响

以TC4钛合金激光立体成形件及锻件为研究对象,采用不同热处理制度对TC4钛合金激光立体成形件进行处理得到不同的热处理组织,并采用超声波无损检测方式获得超声波纵波声速和衰减系数,明晰超声参量和显微组织的相互作用机理。结果表明,不同的显微组织具有不同的超声波纵波声速和衰减系数;相比超声波纵波声速而言,衰减系数对TC4钛合金激光立体成形显微组织的变化更为灵敏。

成形方式与方向对TA15钛合金显微组织及超声参量的影响

为研究TA15钛合金成形方式与成形方向对显微组织以及超声参量的影响规律,进而明晰材料声学特性,以锻造和激光沉积制造TA15钛合金为研究对象,制备含有相同横通孔缺陷的相同规格尺寸检测试样,使用超声波无损检测设备对试样不同成形方向进行检测以获取试样缺陷处幅值、纵波声速和超声波衰减系数,并利用光学显微镜(OM)和扫描电子显微镜(SEM)对显微组织进行观测。结果表明:成形方式会对组织特征产生影响,进而影响超声参量;激光沉积制造试样组织各向异性明显,致使不同成形方向超声参量差异较大;双重退火态与沉积态试样相比显微组织中板条状α相长宽比减小,导致各向纵波声速平均减小167 m/s,衰减系数增大13%~20%;而双重退火态相比于锻造态试样,因其组织特征差异明显,致使X向与Z向纵波声速分别降低392与466 m/s,衰减系数分别增大39%、55%。研究成果对激光增材制件的超声波无损检测以及TA15钛合金材料内部缺陷的无损评估有一定参考价值。

采用超声波特性参量研究PBX炸药的热处理

对压制成型Φ20mm×10mm高聚物粘结炸药PBX03试样进行了50℃条件下累积9天的热处理试验,采用超声波特性参量检测了热处理试样,获得了PBX03试样热处理作用及机理的新认识:PBX03试样的超声波增益和声速值在热处理过程中均呈现出趋同的特征;适当的热处理有助于改善PBX03压制件内部质量的一致性;PBX03中TATB的不可逆长大可能是前述结果的主要致因。

钢筋对橡胶混凝土超声声学参量影响的试验研究

随着橡胶混凝土的推广应用,展开橡胶混凝土工程质量的无损检测极其必要。采用超声脉冲法的方法研究钢筋对混凝土的超声声学参量的影响,得出不同粒径的橡胶混凝土中,钢筋对橡胶混凝土超声声学参量的影响程度大小。当探头连线与钢筋轴线平行检测时,橡胶粒径越小和掺量越大,钢筋的影响范围越大,反之相反;当探头连线与钢筋垂直时,在大掺量橡胶混凝土中,橡胶粒径越大和掺量越小,钢筋对超声声学参数的影响程度越减小。

超声无损表征30Mn2SiV钢复杂混合组织探讨

采用超声水浸线聚焦技术和频谱分析方法,研究了控轧控冷工艺生产的非调质D级抽油杆用钢30Mn2SiV复杂混合组织状态的超声无损表征方法,确定了不同质量分数的珠光体、铁素体及上贝氏体混合组织的相对衰减系数和相对相速度.含大量上贝氏体组织、珠光体+铁素体组织以及珠光体球化组织,相对衰减系数按照由大到小顺序变化,而相对相速度则依次增大.利用该方法可以无损区分30Mn2SiV钢的复杂混合组织.

Q460疲劳损伤的非线性导波检测及寿命预测

钢结构在实际工况环境中受到瞬态和重复载荷影响会发生损伤,为保障设备的安全运行,需要针对较易发生损伤的关键性钢结构进行健康监测和寿命评估。首先,利用非线性超声导波具有对微纳尺度损伤敏感以及检测效率高等优点,分别采用离线和在线非线性超声导波检测方法对Q460高强钢疲劳损伤试样进行检测和表征,构建了非线性超声参量与疲劳寿命之间的关系曲线;其次,利用非线性超声参量与疲劳寿命之间的关系曲线构建了Q460高强钢疲劳寿命评估方法,在损伤状态检测的同时实现剩余寿命的预测。离线和在线检测试验结果表明,非线性超声参量随疲劳寿命呈现先增后减的变化趋势,且在疲劳寿命为60%附近出现峰值。

热加工工艺对GH738金相组织及超声特性的影响

针对不同热加工工艺下GH738锻件金相组织的无损评价问题,对经过固溶、稳定化、时效和钎焊处理的合金分别进行金相、超声检测,讨论热加工工艺变化对金相组织、超声检测特征值的影响,分析金相组织参数与超声参数之间的相关性。结果表明:晶粒直径变化对声速影响微弱,在热加工过程中,固溶处理后声速下降,稳定化与时效处理后声速不断上升,钎焊处理后声速开始下降且达到最小值。衰减系数、非线性系数与晶粒直径的变化规律趋于一致,随着热加工过程的进行,呈现出固溶阶段快速上升、稳定化后缓慢上升并趋于平缓的趋势,超声衰减与非线性系数可用于表征GH738合金的晶粒直径及织构不连续性。

反射式非线性超声评估P91钢蠕变状态的试验探究

超声非线性参量作为一种表征金属材料蠕变状态的参数,通常采用透射法进行检测时需要发射换能器和接收换能器分置于工件两侧,很难用于在役大型工件蠕变状态检测。针对透射法存在的问题设计了反射式非线性超声检测试验系统(只需一个超声换能器),通过分析一次底波的反射信号获得材料蠕变状态的信息。对带有焊缝的P91钢试块且蠕变时间分别为0 h、120 h、250 h,进行非线性超声检测。实验结果表明,对于蠕变时间120 h和250 h的试块母材区,二次谐波非线性参量相对无蠕变时增加量为2.9%、17.4%,试块焊缝区相对增加量为2%,23.6%,试块热影响区相对增加量为5.6%、34%。

超声法检测聚合物保温砂浆强度的研究

利用超声法检测聚合物保温砂浆的超声参量,并且与聚合物保温砂浆试块的抗压强度进行了对比,建立了超声参量与抗压强度的回归函数。通过数据对比,证明此检测方法具有可行性,可为聚合物保温砂浆强度测试提供技术参考。

冻融循环作用下纤维混凝土的损伤模型研究

通过对4组10 cm×10 cm×40 cm混凝土试件的快速冻融循环试验,以及采用共振法和超声法进行试件的波速和频率测试,得到了冻融循环200次混凝土试件的损伤参量特征值和强度变化规律,论证了超声波速作为损伤参量测试值的合理性,研究了冻融循环对纤维混凝土材料损伤特性的影响因素,分析了纤维混凝土冻融损伤破坏的细观机理,结合动弹性模量和超声波速相对值的变化特点,根据细观损伤力学和数学模拟的方法建立了纤维混凝土冻融损伤本构模型。研究分析和测试计算显示:纤维混凝土冻融损伤模型的计算值与实测值基本吻合,本构模型预测的混凝土损伤特性符合混凝土实际冻融破坏情况;超声波速作为损伤参量易于测量且易与宏观量建立联系,能够较好地反应纤维混凝土冻融损伤规律;聚丙烯纤维在混凝土中能够产生引气效应,可有效地抑制混凝土的冻融损伤劣化程度,在本文研究的混凝土强度范围内纤维掺量为10%时混凝土抗冻性最好。

Optimization of Mass Bleed Control for Base Drag Reduction of Supersonic Flight Bodies

The minimization of base drag using mass bleed control is examined in consideration of various base to orifice exit area ratios for a body of revolution in the Mach 2.47 freestream Axisymmetric, compressible, rmss-averaged Navier-Stokes equations are solved using the standard k-ω model, a fully implicit finite volume scheme, and a second order upwind scheme. Base flow charcteristics are explained mgaarding the base configuration as well as the injection parameter which is defined as the mass flow rate of bleed jet non-dimensionalized by the product of the base area and fieestream mass flux. The results obtained through the present study show that for a smaller base area, the optimum mass bleed condition leading to minimum base drag occurs at relatively larger mass bleed, and a lalger orifice exit can offer better drag control.