激光超声无损检测

本文介绍自行研制的非接触式激光超声激励和检测系统，采用共焦式法布里—珀珞干涉仪实现对纳米量级微幅单次超声窄脉冲的检测，并应用该系统进行激光超声探伤及测定材料弹性常数的研究，实验结果表明激光超声技术是有效而且实用的     

非线性超声相控阵无损检测系统及实验研究

相控阵超声无损检测技术近年来在无损检测领域得到了越来越广泛的应用。但当前相控阵超声检测基于传统线性超声,对于材料或结构的微缺陷、微裂纹等缺陷不敏感。研究基于超声的非线性效应的非线性超声无损检测技术对于克服线性超声相控阵技术的不足具有积极的意义。本文设计和开发了基于非线性超声相控阵的无损检测系统,并利用超声检测的标准试件对该系统的性能进行了检验。对比测试了常规线性超声方法、基于滤波的非线性超声方法以及基于反相脉冲的非线性超声方法对于钨丝线靶、超声仿体以及碳钢试块的检测效果。测试结果表明,非线性超声相控阵无损检测技术与传统线性超声相控阵无损检测相比具有空间分辨力高、缺陷分辨力强等优点,而基于反相脉冲的非线性相控阵超声无损检测在空间分辨力上比基于滤波的非线性超声检测方法又有比较显著的提高。     

利用材料拉压异必无损检测残余应力的新方法

用实验手段研究了若干种材料在弹性范围内的拉压异性,发现某些材料的拉伸弹性模量与压缩弹必模量相差高达60%,从分析拉压异性产生的机理,描述了拉压导师性材料的应力应变关系,在此基础上提出了一种基于材料拉压异性的残余应力无损检测新方法,并进行了弯曲和扭转残余应力的典型实验,结果证明在某些条件下它是十分有效的,具有简便、精度高的特点。     

基于超声导波技术对板表面缺陷的无损检测研究

本文通过数值计算与实验,研究了薄钢板内导波的传播及其频散、多模态特征以及被激励模态与斜探头入射角的关系.利用所建立的实验系统,对钢板表面的人工缺陷进行了检测.结果表明,对特定频率,选择A1模态的超声导波检测钢板表面缺陷是可行的.     

聚焦换能器在SiCp／Al复合材料超声无损检测中的应用

本文扼要分析了聚焦换能器的声场特性及焦柱的直径和长度，并应用到超声C扫描成像系统中，提供了一种定量研究缺陷的无损检测方法．将聚焦换能器运用到SiCp／Al复合材料的无损检测中，能够判定缺陷的尺寸和形状；并根据缺陷形状和分布判定其性质，同时也分析了缺陷对SiCp／Al复合材料力学性能的影响和缺陷形成的原因．     

基于超声相控阵和逆时偏移成像的套筒灌浆饱满度无损检测方法

灌浆套筒连接是装配式建筑应用主要的连接方式之一,套筒的灌浆饱满度决定了装配式建筑的稳定性和抗震性。本文提出一种基于逆时偏移(RTM)成像算法的相控阵超声检测方法,可对装配式套筒连接处可能存在的灌浆缺陷进行检测,本文通过数值仿真试验和室内模型试验对所提方法的有效性进行了验证,其中数值仿真结果表明：RTM算法与传统超声全聚焦(TFM)算法相比,具有更高的成像精度和清晰度,能准确识别套筒内部的空洞、不密实等灌浆缺陷。室内试验结果表明：在RTM重构图像中,与灌浆密实套筒相比,灌浆不密实套筒的反射信号会低9dB,此特征可以识别注浆缺陷。研究结果表明本文提出的相控阵超声成像方法适用于预制结构的套筒灌浆缺陷检测。     

基于应力波传播机理的混凝土无损检测研究综述

混凝土结构在基础设施中应用广泛,但环境与荷载导致材料和结构的老化损伤问题,势必影响材料性能及耐久性和结构完整性及安全性.构建有效的混凝土材料性能评估和结构损伤识别体系是当前研究热点.现有研究因对应力波传播机理不深入理解、损伤定位定量模型理想化、损伤形式简化等问题仍存在局限性.因此,开发普适全面、稳定可靠的无损检测系统,对在建或既有混凝土结构服役状况进行长期、实时跟踪,具有重要学术意义和工程应用价值.本文结合混凝土无损检测领域的国内外研究现状及进展,从智能压电材料振动机理研究、混凝土无损检测方法发展、基于应力波的无损检测研究进展这三个逻辑层面,即按照研究手段到研究方法再到具体研究方案的顺序,循序渐进地对混凝土材料性能评估和结构损伤识别的研究进行了成果总结和方法提炼;基于此进一步概述了该领域所存在的瓶颈问题、研究重难点,最后提出了针对这些局限性的混凝土无损检测研究展望.     

材料力学性能检测虚拟实验的设计和开发

针对传统材料实验教学的种种弊端,将虚拟现实技术运用到材料实验教学当中,使教学过程具有交互性好,实验沉浸感强的特点。介绍了基于VRML的材料力学性能检测虚拟实验的设计思想和设计原理,对关键技术进行了阐述和分析。采用Pro/E、3DS MAX建立拉伸机、冲击机,疲劳试验机、压缩机、带表卡尺等实验仪器、工具的三维模型,并将其转换成VRML格式。然后通过VRML的事件路由机制实现了材料力学性能检测实验的全过程,如拉伸实验中,包括试样的测量、加载,拉伸过程的实现和曲线实时生成。作为材料实验教学的辅助工具,使学习过程形象化,充分发挥学生主观能动性,培养创新意识和解决工程问题能力。     

接地网圆钢杆中高频纵向超声导波无损检测方法研究

针对接地网圆钢杆腐蚀检测问题,本文进行了接地网圆钢杆高频纵向超声导波无损检测方法研究。首先对埋地环境下圆钢杆中纵向导波传播特性进行理论研究,分析了不同模态导波的群速度和衰减频散特性。研究发现,高阶纵向模态导波在衰减最小和群速度最大对应的频率处,在圆钢杆中传播能力强,是适合进行地埋圆钢杆导波检测试验的频率范围。在此基础上,进行了埋地圆钢杆高频纵向超声导波无损检测试验研究。结果发现,利用优选的检测参数可以很好地实现埋地圆钢杆中腐蚀缺陷检测。研究工作为接地网运行状态评价提供了很好的技术支撑。     

以能量密度为参量的管中导波无损检测参数选择

一般情况下，检测管状结构时采用位移分布或应力分布来选择超声无损检测的导波模式及其频厚积，这在有些情况下是不合适的。本文用总能量密度来选择检测管状结构的最佳导波模式及其频厚积，并用位移分布进行了比较，最后用混合边界元法进行了数值模拟，对其结果的有效性进行了验证。结果表明，总能量密度能有效的选择检测管材的最佳导波模式及其频厚积范围的检测的最佳位置。     

氢环境下压力容器及管道材料相容性研究进展

氢能作为一种理想的清洁能源受到世界各国重视。压力容器和管道是氢能产业大规模、长距离、安全高效输送的重要途径。但长期使用过程中金属容易发生氢脆并导致失效,对氢能应用带来了极大挑战。本文针对氢环境下压力容器及管道材料相容性进行论述,首先阐述了典型氢脆机理及氢进入材料内部的渗透机理,随后总结分析了压力容器和高钢级管线钢氢脆特征。针对氢致失效难题提出如下措施：（1）改善热处理及加工工艺,避免钢中出现对氢敏感的组织,同时严格控制钢中夹杂物含量及尺寸;（2）改善焊接工艺,减弱热影响区氢致开裂敏感性;（3）钢中引入有效氢陷阱提高其抗氢脆性能。该结论将为未来压力容器及管道使用安全性研究打下基础。

     

输液管的非线性振动、分叉与混沌——现状与展望

围绕输液管的非线性振动、分叉与混沌问题，对近几年来的主要研究工作加以综述并提出预测，其中包括运动方程中非线性项的归纳与讨论、非线性动力分析的一些现代计算方法、定常流速下输液管的分叉与混沌行为、振荡流速下输液管的参数共振以及今后值得进一步研究的某些问题．     

非均质材料力学研究进展: 热点、焦点和生长点 ————- ICHMM2008的观察和启迪

本文结合第二届国际非均质材料力学会议 (ICHMM2008,黄山)专题讨论会和部分特邀报告的情况, 以及2011年5月22$\sim$26日在上海崇明岛举行的ICHMM2011国际会议的内容, 对该领域的研究进展及其热点、焦点和生长点进行了综合性的评述. 重点讨论了多物理场与多尺度模拟、材料结构与力学行为从原子到连续介质的分析、随机微结构演化与退化、真实材料微结构的模拟、生物材料力学与仿生设计、在位实验和模型验证、功能梯度材料结构力学、微纳米功能器件开发等前沿性课题. 其中特别用较多的篇幅讨论了多物理场与多尺度模拟的背景、目标、必要性、现有方法的优缺点、障碍、应用例子与其他前沿研究领域的联系及其发展态势, 并阐述其研究焦点与值得注意的进展.      

幂强化材料和超弹性材料组合球体中孔穴的动态生成

在简单加载条件下,研究幂强化材料和超弹性材料组合球体中的动态孔穴生成和增长问题.首先在有限变形动力学的框架下建立了相应的非线性数学模型,得到了应力的表达式,利用变量变换的方法求得了外加载荷和孔穴半径之间的一个精确的微分关系式.证明了当突加载荷超过其临界值时,球体内部有孔穴的突然生成,并随时间呈现非线性的周期振动.通过数值计算,分析了材料参数和球体的半径比对孔穴生成和增长的影响,并与相应的静态结果进行了比较.结果发现,惯性力的影响降低孔穴生成的临界载荷,而且材料的塑性对孔穴生成和增长有明显的影响.     

非饱和砂的表观粘聚力研究──利用有机材料和粘性土改善非饱和砂的强度(英文)

通过室内试验利用有机材料、粘性土、和荷兰淤泥改善非饱和砂的表观粘聚力 ,选择五种不同类型的砂、有机材料、黑淤泥、斑脱土和高岭土做为试验材料研究非饱和状态下砂的粘聚征 ,试验结果表明 ,在非饱和状态下 ,砂会表现出一定的粘聚力 ,并且一些材料对非饱和砂的表观粘聚力具有明显的提高     

固体相变过程中的宏细观力学问题及其研究进展

固体相变过程中的力学问题是近年来国际上固体力学与材料科学交叉领域中的一个研究热点,本文就作者在从事与相变有关的力学研究中所涉及到的问题以及国内外进展作一简述和展望,以引起国内学者的关注。      

大型柔性航天器动力学与振动控制研究进展

随着航天重大工程的逐步实施,航天器正朝着超高速、超大尺度、多功能的方向发展,其面临的发射和运行环境也更加恶劣.航天器发射过程中的振动及其主/被动控制、在轨运行中大型柔性航天器动力学建模与动态响应分析、结构振动与飞行器姿态的混合控制等问题越来越复杂且难于处理;航天器结构的大型化和柔性化(如大阵面天线和太阳翼等)也对其地面试验和半实物仿真提出了挑战.本文着重介绍大型柔性航天器涉及到的动力学与振动控制问题,包括航天器发射过程中的整星隔振,大型柔性结构动力学建模与振动响应分析,大型柔性航天器的结构振动与姿轨控耦合动力学及其混合控制等.提炼出航天动力学与控制领域中亟待解决的若干基础科学问题,包括:多刚柔体系统动力学建模与模型降阶(涉及大变形柔性体动力学建模、多求解器合作仿真、模型降阶、组合结构动力学建模的解析方法等);复杂结构状态空间模型构建方法与能控性(涉及状态空间模型构建的理论与实验方法、复杂结构振动控制系统的能观性与能控性等);航天器姿态运动与大型柔性结构振动的混合控制律设计(涉及姿态机动与结构振动的鲁棒混合控制、执行机构与压电控制器的协同控制等).      

非线性水波Hamilton系统理论与应用研究进展

概述了辛几何理论与辛算法在Hamilton力学中的应用，综述非线性水波的Hamilton理论研究进展．阐述非线性水波Hamilton变分原理与方法的优越性与局限性，探讨KdV方程和BBM方程的Hamilton描述、对称性与守恒律，提出非线性水波Hamilton描述研究中有待进一步研究的问题和解法设想．     

材料力学课程思政教学实践1)——以"压杆稳定"为例

针对力学基础课程开展课程思政建设的案例设计与实践,在教育部力学基础课程教学指导分委员会的指导下,本文介绍了烟台大学工程力学国家级虚拟仿真实验教学中心教学团队在材料力学课程思政教学中的方法和举措。以材料力学中"压杆稳定"的一次示范课为例,在欧拉公式推导和应用分析过程中,深入挖掘和融入思政元素,解读其中蕴藏的辩证法原理,阐释可贵的科学家精神,体现课程设计"两性一度"和"思政育人"目标,探讨了具有普适性的力学基础课程思政理念,以期促进交流,提高力学基础课程的协同育人效果。