对材料和结构进行无损检测和评价在其全生命周期中非常重要。超声检测是一种重要方法,但传统线性超声观察时域信号,受波长等因素所限,对于微缺陷、微裂纹以及如粘接、分层等界面缺陷不敏感,同时对于金属疲劳等力学性能退化尚缺乏有效评价手段。近年来,基于超声的非线性效应,如高次谐波及次谐波的产生、波束混叠以及谐振频率的改变等而发展的非线...
针对板结构大范围无损检测问题,发展一种基于软件虚拟聚焦的兰姆波换能器阵列检测方法,即基于相控阵中等相位叠加原理,在无需相位控制硬件系统条件下,通过对换能器阵列接收数据进行软件处理,实现换能器阵列声束的指向聚焦。利用仿真数据,研究阵列直径、阵元数量、声束数量等对虚拟聚焦成像周向分辨率和旁瓣噪声的影响,得出检测结果无明显旁瓣噪...
奥氏体不锈钢呈现出明显声学各向异性,如何检测与评价这类材料成为声学检测领域的研究难点和热点问题。应用多高斯声束模型来研究超声换能器向各向异性圆管堆焊结构中辐射声场的特征。给出声场模型中材料各向异性系数的具体求解方法;并应用该声场模型计算超声束在有机玻璃楔块、各向异性堆焊层和低合金钢基体三层介质中的传播特征,重点分析堆焊...
为满足粘弹性材料弹性特性非接触定征应用的需求,开展基于最大似然互相关时延估计的超声辐射力弹性成像技术研究。针对传统基于归一化协方差时延估计的超声辐射力弹性成像技术在低信噪比环境下分辨率下降的缺点,该方法以超声辐射力作为驱动力源,非接触作用于待检粘弹性材料上使其产生形变,并利用最大似然互相关时延估计技术分析处理超声回波信号...
为解决超声渡越衍射时差（Time of flight diffraction,TOFD）检测图像中缺陷识别的问题,分析检测图像的特点,研究图像自动分割的算法,其中包括图像预处理及图像分割。提出基于信号互相关算法的图像预处理方法,在此基础上,应用峰值搜索方法提取焊缝区域,利用带控制标记符的分水岭变换对预处理的图像进行分割,从而识别出缺陷目标。利用提出的图像...
利用传统超声检测方法或其他无损检测方法难以实现金属初期塑性变形和疲劳损伤的检测。为了解决这一问题,利用基于二次谐波的非线性超声检测方法,研究2024-T4铝合金的初期塑性变形与疲劳损伤缺陷的测试过程;建立非线性高能穿透法超声检测系统,发现超声非线性系数与铝合金残余塑性变形和疲劳损伤程度具有单调相关关系;通过改进试验方法,利用压电...
为了使信号在时频域内提高聚集性和减少相干项,重排方法在处理非平稳信号中得到广泛应用。然而在传统重排处理后仍存在一些相干项和低信噪比的问题。采用一种基于非参数Snakes的时频重排方法,用于对钢绞线中超声导波信号中的模态识别。结果表明,相对于短时傅里叶变换和传统重排方法,基于非参数Snakes的时频重排方法得到的谱图具有更高的聚集性,...
指出已有的窄带信号互相关模型不能直接应用于频散信号的相延迟估计,尤其是在频散程度比较大的情况下。通过研究发现,导致这一结果的原因在于已有的窄带信号互相关模型中的相位量为线性假设,而频散信号互相关函数中的相位信息已包含了高阶的非线性成分,已有模型与实际情况不再匹配。为此,将二阶相位量引入已有窄带互相关模型,建立一种针对频散信...
对热成形零部件的材料性能进行拉伸测试及金相试验研究,板料经过热成形后零部件的屈服强度超过1 000 MPa,抗拉强度达到1 600 MPa。对热成形门内加强梁进行3点弯曲试验并同时进行耐冲击数值模拟,说明热成形零部件具有优异的承载能力及耐碰撞冲击性能,适用于车身耐冲击构件的选材。提出高强度钢板热成形零部件用于车身设计的＂功能设计＂方法。设...
拉伸位移是拉伸矫直工艺中极为重要的工艺参数,建立拉伸矫直过程拉伸位移与拉伸力的数学模型是科学确定矫直工艺参数的基础。根据拉伸矫直过程中拉力的变化规律,将拉伸矫直分为弹性加载第一阶段及其回复阶段、弹性加载第二阶段及其回复阶段、弹塑性加载阶段。以一维弯曲的圆形截面棒材为研究对象,假定矫直为线性强化材料,依据弹塑性力学理论,推...
封隔器的关键元件是超弹性胶筒,当封隔器胶筒座封时,其力学性能的优劣将确定封隔器的密封能力。利用非接触式的光学测量方法——自动网格法进行橡胶试样的变形测量,并利用基于该测量方法而开发的橡胶材料温度相关力学行为测试系统,对封隔器橡胶在不同温度下的力学行为开展试验研究,获得了高精度的拉伸应力—应变曲线。试验结果还表明,随着环境温...
超高强度钢板热冲压技术是将板料热加工和淬火工艺相结合的一项较新的复杂成形技术。为研究奥氏体化温度和保温时间对热冲压硼钢B1500HS淬火硬度、抗拉强度和伸长率的影响规律,以奥氏体化温度和保温时间为设计因子进行二因子五水平的正交试验设计。根据试验设计的结果进行B1500HS试样的淬火试验,利用洛氏硬度计和电子拉伸试验机测试试样的淬火硬...
为实现电弧约束良好、焊接过程稳定可靠的超窄间隙焊接,基于窄间隙埋弧焊的众多优点和对超窄间隙中的电弧进行约束以防止电弧攀升的思路,提出采用超细颗粒焊剂约束电弧以实现超窄间隙焊接的方法,研制专用的焊枪,开发出采用V形金属丝网衬垫焊剂颗粒的超窄间隙焊接工艺。结果表明,超细颗粒焊剂熔化后形成的熔渣壁可对电弧进行有效约束,实现稳定可...
针对铝合金脉冲熔化极惰性气体保护焊（Metal inert-gas welding,MIG）过程中,焊接参数匹配范围窄、参数间耦合作用强、焊接过程不稳定、焊缝成形差等关键问题,提出双变量解耦的控制方案。利用视觉传感同时反馈熔宽和干伸长信号,一方面调整双脉冲占空因数进行可变双脉冲熔宽控制;另一方面,在熔宽控制的同时,改变送丝速度同步控制干伸长,在控制焊...
楔横轧的工艺特点决定,在轧制过程中经常会在轧件已轧表面产生带倾斜角的螺旋状凹痕缺陷。为探讨楔横轧轧件表面螺旋痕的起因问题,利用数值模拟质点跟踪技术找出楔横轧轧件表面螺旋痕开始出现的位置是在变形接触区外;通过分析轧件变形区应力分布及金属流动,发现在与轧辊斜楔尖部接触的轧件外层受轴向压应力,螺旋痕处与相邻区域的径向压应力差别...
由于材料率敏感性的影响,蠕变材料中裂纹尖端场的分析更加复杂。采用弹粘塑性力学模型,并假设粘性系数为等效塑性应变率的幂函数,推导出理想弹塑性材料的一种率敏感型本构关系。通过量级匹配表明裂纹尖端场具有幂奇异性,奇异性指数由粘性系数中的幂指数唯一确定。推导出平面应力条件下准静态扩展裂纹尖端场的控制方程,并给出I型裂纹的边界条件。...
针对焊接管件无法旋转,须靠焊头的旋转来实现全位置焊接的情况,设计一种用于焊接质量要求高、持续焊接时间要求长的薄壁管管对焊的焊头。介绍密封式管焊头的工作原理以及各组成部件的结构设计要点。围绕影响焊接质量的两个关键技术——散热与供气系统,提出散热板贴紧齿圈和环形分流器设计,并运用数值模拟的方法研究水冷散热效果和氩气分布状况,...
采用钢轨窄间隙全自动电弧焊系统,对无缝钢轨线路的钢轨进行原位焊接,焊接过程中发现焊接电流电压存在较大波动,对焊接质量造成不利影响。分析造成焊接电流电压不稳定的主要原因,认为与采用陶瓷衬垫打底的异形窄间隙钢轨焊缝、焊丝伸出角度、不规则的进枪路径和进枪速度等钢轨窄间隙电弧焊焊接工艺有关。试验发现,除过程可控的工艺参数焊接电流...
准确计算翻边力对于正确选用加工设备、合理设计成形模具、科学制定工艺规程具有重要的理论和实际意义。由于问题的复杂性,按照经验公式或简化模型近似计算的翻边力,降低了计算精度。从力学原理和实际计算精度方面对现有的翻边力的计算方法进行分析,指出原有理论存在的问题,并在考虑变形区厚度变化以及采用幂函数硬化规律的基础上,对翻边力的求...
模拟驾驶员在驾驶学习过程中对汽车动力学特性的学习行为,建立汽车驾驶员对汽车方向的自适应控制行为模型。根据驾驶员对汽车方向控制的熟练程度,将驾驶员分为合格驾驶员和专业驾驶员。在驾驶学习过程中,新手驾驶员经过低速缓慢转向工况的反复学习和训练后对汽车动力学特性有基本的了解,可以在低速线性区内熟练地控制汽车。考虑低速区内驾驶员控...
为实现汽车标准等级路面谱和实测路面谱的重构,建立空间坐标系下路面不平度的一维Autoregressive（AR）模型和二维双自变量AR模型。通过对自相关系数矩阵进行奇异值分解,将双自变量路面不平度AR模型转换为两个单自变量AR模型,降低了建模的复杂程度。利用建立的二维AR模型对B级标准路面和实测路面进行重构,通过功率谱对比,验证了模型的正确性。基...
为探求路面激励对车用发动机动平衡特性的影响,深入分析路面激励引起不平衡力和力矩变化的原因,结合发动机工作特点、车辆行驶特点以及路面激励特征,推导出考虑路面激励情况下的发动机动平衡参数计算式,运用ADAMS/Car ride、ADAMS/Car和ADAMS/Engine建立四柱试验台整车模型和发动机模型,分别以某等级道路上车速60 km/h、80 km/h和100 km/h时的悬...
根据图像中车道线特征,提出一种应用多阶动态规划的车道线识别算法。为准确识别车道线,算法利用非均匀B样条曲线拟合车道线,通过多阶动态规划确定非均匀B样条曲线的控制点。根据多阶动态规划的起始点和目标点确定车道线检测区域,进行区域分割确定动态规划的阶数,确定控制点的候选点;根据定义的代价函数和最优化原理,利用多阶动态规划确定曲线的...
目前换挡品质评价多采用主观评价而易受测试人员影响,而且较少考虑换挡过程对其他性能的影响。以双离合器式自动变速器（Dual clutch transmission,DCT）车辆为对象,综合考虑整车动力性、经济性、传动系耐久性、舒适性等多方面因素,结合换挡时间、加速度、冲击度和能量密度等,提出换挡品质评价指标。通过径向基函数（Radial basis function,RBF...
冷凝蒸发器的换热性能对自复叠制冷循环的性能具有显著影响,试验研究节流阀开度对冷凝蒸发器换热性能影响的规律,结果表明：自复叠制冷循环中冷凝蒸发器的损失是换热器中最大的,通过调节主流节流阀和支流节流阀的开度可以减小冷凝蒸发器换热过程的损失,冷凝蒸发器的换热窄点出现在端部,主流节流阀开度对冷凝蒸发器损失的影响比支流节流阀的要显...
质子交换膜（Proton exchange membrane,PEM）燃料电池中双极板（Bipolar plate,BPP）与气体扩散层（Gas diffusion layer,GDL）界面接触电阻对燃料电池电化学性能有着重要影响,而螺栓夹紧力又是影响接触电阻的关键因素之一。因此,针对PEM燃料电池中的双极板与气体扩散层,采用试验和有限元模拟相结合的方法研究螺栓夹紧力对接触电阻的影响。结果...
锯齿螺旋翅片管是在连续螺旋翅片管基础上发展而来的强化换热管型,具有易于制造、翅化比大,换热系数和翅片效率更高等优点,在大型气体换热设备中具有广泛的应用前景。为获得管束布置结构对锯齿螺旋翅片换热管特性的影响,在分析其影响机理的基础上对9个锯齿螺旋翅片管错列管束进行试验研究,获得纵向节距S2对锯齿螺旋翅片管束换热与阻力特性的影响...
为减小光敏树脂刚度较低引起的模型变形对风洞气动力试验数据的影响,提出一种考虑弹性变形的光敏树脂风洞模型设计方法。采用气动弹性数值计算的方法对光敏树脂模型在空气动力作用下的变形进行预测,基于数值计算的变形修正模型的原始外形,获得树脂模型的制造外形,使制造外形的模型在气动力作用下变形后的外形与原始外形相同,从而消除树脂模型弹...
气液压发射起飞是近年来国际上出现的一种先进的中小型无人机发射方式,以气液压能源提供动力实现无人机发射起飞。基于气液压系统原理,对蓄能器气体弹簧的弹性系数进行分析,建立由气液压系统动力学模型、增速滑轮组动力学模型、无人机及滑车的运动方程构成的发射过程动力学模型,并进行仿真计算和数值分析,分析结果表明无人机及滑车质量、蓄能器...
涡轮泵发射系统是目前世界上海军现役潜艇最先进的液压平衡式深水发射装置。空气涡轮机是涡轮泵发射系统的动力核心。为深入研究该涡轮机的工作特性,为进一步的研发工作奠定理论基础,运用热力学、空气动力学等理论建立空气涡轮机及其辅助系统的仿真模型,根据仿真模型编制仿真软件,进行空气涡轮机启动过程的动态仿真,并对仿真结果进行析。仿真结...
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