金属板结构疲劳损伤二倍频兰姆波检测方法研究

针对重大基础设施安全运行需要,本文进行了金属板结构疲劳损伤非线性兰姆波检测方法研究。基于兰姆波二次谐波产生条件,确定了产生二次谐波积累增长效应的两种兰姆波模态及对应的激励频率。通过有限元仿真,研究了材料性能改变对兰姆波非线性效应的影响,证明了二倍频兰姆波非线性系数对材料性能退化表征的有效性。在此基础上,开展了金属板结构疲劳损伤非线性兰姆波检测实验研究。将极性反转方法应用于疲劳试件检测实验中,有效提高了检测信号中二倍频兰姆波的幅值和信噪比。实验结果表明,两种兰姆波模态对的二次谐波非线性系数均随疲劳损伤增加呈线性增长趋势,但基频S(0,2)模态和二倍频S(0,4)模态对对疲劳损伤检测的灵敏度更高,更适合金属板结构疲劳损伤检测。     

高频纵向导波在钢杆中传播特性的研究

计算了钢杆中纵向轴对称导波模态的衰减频散曲线和群 速度频散曲线. 分析了1~3MHz范围内高频纵向轴对称超声导波在钢杆中的传播特 性. 理论分析表明，各高阶纵向模态都存在一个衰减最小值，在此衰减最小值所对应频率下 的高阶模态能传播较远距离，可用于钢杆导波检测. 建立实验系统，采用轴对称同端激 励接收的方法，根据第1次端面回波做出群速度和端面回波幅值随频率变化曲线，实验结 果与理论分析基本吻合. 表明考虑材料衰减特性的钢杆频散曲线可以作为实验指导依据.     

镁合金疲劳早期非线性超声在线检测实验研究

材料力学性能早期退化在微观结构上表现为位错和晶带滑移等缺陷的变化,在超声波检测中表现为高次谐波的产生.发展了一套在材料疲劳实验机上直接在线测量超声非线性系数的实验系统,在相同条件下测量了同一试件在不同输入电压下的二次谐波和基波幅度,二次谐波幅度和基波幅度平方的线性相关系数r=0.9996,表明实验系统是可靠的.同时利用该系统进行了三组不同加载应力的镁合金试件疲劳在线非线性超声检测实验.实验结果表明,在疲劳寿命的55％之前,超声非线性系数对疲劳加载周数具有很高的灵敏度.因此,利用超声非线性系数可以很好地表征镁合金的疲劳早期退化.另外在中低周疲劳范围内,加载应力的大小以及拉-拉和拉-压疲劳模式的变化对实验结果没有明显的影响.     

基于弱粘接结构中谐振频率的研究

利用弹簧模型方法研究了铝-粘接剂-铝结构中波的反射和透射系数。首先利用粘接层界面的一次反射导出切向和法向刚度比表达式;其次,推导了粘接层界面存在多次反射和透射时刚度比、谐振频率及反射系数之间的关系,得到了弱粘接结构的反射系数随着不同刚度比的变化规律;最后求解了弱粘接层厚度的变化对谐振频率的影响。理论分析和数值计算的结果表明：反射系数取极大值时粘接层厚度与谐振频率的积成奇数倍的关系,反射系数极小值时粘接层厚度与谐振频率的积成整数倍的关系;随着刚度比的增加,谐振频率向高频方向漂移,随刚度比的减小,反射系数逐渐的趋近与1。     

调谐兰姆波在模态控制中的实验研究

兰姆波模态调谐是指在确定的压电传感器条件下,通过频率选择实现单一兰姆波模态检测的方法.本文在兰姆波模态调谐的理论指导下,实现了单一兰姆波模态激励和调控.同时,研究了实验条件,如粘接剂性能和传感器上粘结位置对兰姆波调谐模态控制的影响.结果表明,对于不同的粘接剂,固化后硬度越高,其实验结果与理论结果的一致性越好;对于同一种粘接剂,边缘位置的粘贴会使非对称模态应力幅值增大,从而对模态调控的实现造成一定的影响.     

温度对螺栓紧固应力超声测量的影响研究

本文从理论和实验两方面研究了温度对螺栓紧固应力超声测量的影响。推导了考虑温度影响时,测量螺栓轴力的应力—声关系.同时,通过实验测定了纵、横波在螺栓中的传播时间与温度的关系,获得了温度修正曲线,其结果与理论分析相吻合.     

管道超声导波检测专用探头的研制

结合常规超声探头的研制技术，根据检测对象——管道的特殊性，从敏感元件、背衬材料、保护层以及外型等各方面详细介绍了一种管道超声导波检测专用探头的研制过程；利用这种探头分别在板和管中进行了激励接收超声导波的实验，结果表明，这种探头能够激励接收超声导波。     

管道超声导波检测技术研究进展

综述管道超声导波检测技术及其应用研究进展。着重对超声导波技术和模态声发射技术在管道检测中的最新应用进行了评述，内容涉及超声导波的传播特性、实验检测方法及其数值模拟等。     

一种非接触式测定材料弹性常数的新方法

提出一种非接触式测定材料弹性常数的新方法———通过测量由激光脉冲轰击试件表面产生的纵波和表面波速度，求得材料弹性常数．这种方法具有非接触性，适用于高温、有毒等环境下（或在线）的测量．所得的结果表明，该方法为特殊环境下弹性常数的非接触测量提供了一种行之有效的方法．     

用二维逆Born近似法对杆中圆形缺陷的反演

在三维弹性波散射问题的Born近似解基础上,进一步分析了在纵波入射条件下二维散射问题的Born近似解,对铝质长杆中的椭圆形空穴缺陷的散射场情况进行了对比分析;最后,提出了在低频下识别缺陷几何特征的二维逆Born近似法,并用此法对铝质长杆中的圆形空穴缺陷作了计算机模拟。