板材弹性模量变化对超声兰姆波传播特性的影响

基于超声导波的部分平面波分析方法,以及弹性体中波速与弹性模量的关系,研究了弹性模量的变化对单层固体板中超声兰姆波传播特性的影响.随着弹性模量的变化,兰姆波相速度和表面位移场与弹性模量之间有一定的对应关系.通过对其相速度的研究表明,高阶模式的兰姆波对弹性模量的变化较为敏感.对表面位移场的研究结果为兰姆波模式和频率选择提供了可靠依据.所得结果对应用超声兰姆波评价板材疲劳损伤具有实际意义.     

一种定征层状平面结构界面粘接强度的兰姆波方法

置于层状平面结构表面的斜劈超声换能器被用于激发和接收多模兰姆波。文章首先分析了采用多模兰姆波的幅频特性定征界面粘接强度的可行性。基于Ritec-SNAP 超声测量系统,建立了采用兰姆波方法定征层状结构界面粘接强度的实验系统。对于给定的层状平面结构,将粘接层的固化过程用于模拟粘接层界面强度的变化过程。对于不同的粘接层固化时间,实验测得的多模兰姆波幅频曲线明显不同。借助于声——超声技术中的应力波因子,给出了兰姆波应力波因子的定义。实验结果显示,兰姆波应力波因子与间接表示界面粘接强度的固化时间之间存在确定的单调对应关系,表明将多模兰姆波的应力波因子用于定征层状平面结构的界面粘接强度是可行的。     

基于多元高斯声束模型的圆柱体三维声场仿真

结合圆柱体工件内部缺陷超声检测的实际情况,采用多元高斯声束模型仿真了检测时超声波的三维声场分布。针对水浸式超声检测原理,将超声传播的过程分解成探头发射、液体耦合介质中的传播、液固界面处的传播和固体工件中的传播等4个阶段,建立了传播过程中的声场模型并得出仿真结果.分析了三维坐标体系中不同方向的声场变化情况,结果表明采用多元高斯声束模型模拟三维声场的有效性和准确性,研究的结果对于实际圆柱体工件的内部缺陷检测提供理论依据。     

一种求解兰姆波特征方程的改进方法

针对Rayleigh-Lamb波动方程求解过程中存在分母为零和正切函数间断点的问题,对原有求解方法和解的数据存储结构进行了改进,并使用该改进方法绘制了单层铝合金板中兰姆波的相速度和群速度频散曲线。通过与实验结果进行对比,验证了方法的合理性和正确性。仿真分析结果表明,改进的求解方法在不增加其他约束的情况下,减小了数学分析的难度,降低了程序设计的复杂程度,节约了程序运行时间;改进的数据存储结构可以根据工程需要方便地绘制指定模式的频散曲线,对基于兰姆波的主动结构健康监测系统研究中激励信号中心频率的选取也有一定的指导作用。     

兰姆波二次谐波发生的进一步研究

对基频与二倍频兰姆波相速度严格和近似相等两种情形的二次谐波发生问题进行了比较完整的分析，给出了基频与二倍频兰姆波相速度近似相等时二次谐波积累效应的形成过程及解，以及二次谐波各个部分波的相位与传播距离成正比的结论，还给出了兰姆波的二次谐波具有空间积累增长效应的传播距离范围。数值结果表明，适当的兰姆波频散可使固体板表面的二次谐波法向位移分量增大。     

超声Lamb波检测三维平板孔状缺陷的有限元模拟

通过数值计算求解Lamb波的频散特性方程,绘制钢板中Lamb波的频散特性曲线,分析不同模态Lamb波在钢板内的传播特性。基于ANSYS瞬态动力学分析方法,建立S0模态超声Lamb波检测钢板内孔状缺陷的有限元分析模型,通过群速度计算校核分析S0模态和SH0模态水平剪切波,得出其传播过程中振幅呈指数变化趋势。在孔状缺陷周围建立环形信号接收点,得到Lamb波作用缺陷后的散射特性和模态转化规律,散射波能量关于X轴对称分布,且随缺陷尺寸增加有增大趋势,透射波能量随缺陷尺寸增加而减小。     

复合固体层中粘接层非线性弹性常数对二次谐波的影响

根据二阶微扰理论,给出了一定条件下复合固体层中兰姆波的具有积累效应的二次谐波的解析表达式,以此为基础,文中着重探讨了粘接层非线性弹性常数的变化对具有积累效应的二次谐波振幅的影响,结果表明,粘接层非线性弹性常数较小的变化,可从复合固体层表面的二次谐波位移振幅中得到明显的反映,显示出可以利用复合固体层中二次谐波的强烈声非线性效应,以对非进行无损评价。     

管道超声导波无损检测技术应用研究

利用研制的磁致伸缩超声导波无损检测装置对长直无缝钢管、舰用锅炉U型管和弯管进行了大量试验研究.研究发现,通过对该装置中磁致伸缩传感器的放置位置及方向进行适当调整,此装置即可在管道中激发纵向导波;该技术对管道壁厚减薄、磨损或腐蚀、裂纹、焊缝等缺陷同样具有检测能力;选择低频(20~40 kHz)激励脉冲信号有利于减少波的发散特性和提高缺陷的检测能力;导波在管道中传播衰减缓慢,适用于长距离、大范围、快速、非接触管道检测.     

铝合金板材相对均匀性的声-超声评价研究

基于Ritec-SNAP系统建立了声-超声技术实验系统,阐述了该实验系统的原理及应力波因子的定义,分析了在声-超声技术评价过程中用声信号的幅频特性及应力波因子表征材料相对均匀性的可行性。利用建立起来的实验系统,对铝板的相对均匀性进行了声-超声评价的实验研究。实验结果表明,用应力波因子评价铝合金板材的相对均匀性具有可行性。     

模拟罐声发射试验研究

为验证常压储罐声发射的基本规律,并获得罐底缺陷声发射信号数据,在模拟罐进行声发射试验。原始状态的模拟罐底部存在沉淀,通过原始状态与清洗罐底后声发射试验结果对比,得出罐底沉淀物会产生部分声发射信号并影响声发射检测,以及涂层对声发射检测影响较小的结论。凹坑和通孔是罐底常见腐蚀缺陷,通过设计和预制3种罐底缺陷状态,分别对各种缺陷状态的罐底进行声发射试验,分析缺陷的声发射信号特征,得到缺陷在升压和保压检测中的声发射信号数据,为声发射检测数据分析提供参考。     

Influence of a liquid-filled compartment structure on the incoming shaped charge jet stability

Liquid-filled compartment structure consists of a bulk steel plate with matrix blind holes which are filled with liquid and a steel front plate to seal up the liquid with rings and bolts.The liquid-filled compart-ment structure can resist the shaped charge warhead effectively.This paper presents experimental and theoretical investigations of the penetration ability of the residual shaped charge jet emerging from the liquid-filled compartment structure after the penetration process at different impact angles.On the basis of shock wave propagation theory,the influence of the liquid-filled compartment structure on jet sta-bility is analysed.The interferences of the liquid backflow caused by a reflected shock wave and a back plate on jet stability under different impact angles are also examined.In addition,the range of the disturbed velocity segments of the jet at different impact angles and the penetration ability of the re-sidual jet are obtained.A theoretical model is validated against the experimental penetration depths.     

钢制油罐腐蚀因素综合研究

提出了油罐腐蚀因素的综合研究方法,研究了钢制油罐主要腐蚀因素。首先根据腐蚀特征,找出钢制油罐的5个特征腐蚀部位;其次根据文献,深入讨论影响其腐蚀的大气、土壤、存储介质和随机因素,得到56个具体腐蚀因素;然后针对油罐底板上表面,考虑腐蚀机理和腐蚀因素参与腐蚀程度,分别构建层次模型和网络模型;最后对影响油罐底板上表面的11个因素进行综合排序。研究结果表明,综合研究方法具有合理性。     

坦克外壳对内部电磁波的影响及其振荡干扰波型的数值计算

在坦克的金属立方体盒子模型下,分析了坦克外壳对内部电磁波的影响,并对Lc型电路激发的电磁波在坦克内部形成的振荡波型进行了计算,分析了该类电磁振荡波对坦克内部其他电子元件产生电磁干扰的作用机理,对一种最低频率的谐振波型进行了仿真模拟,提供了对坦克内部电磁波电场分量及磁场分量的一种分析计算方法,为研究坦克内部电子设备的电磁干扰规律提供了思路,对提高坦克的电磁兼容性能具有一定参考意义。     

战斗部近炸下防护液舱破坏机理分析

为研究大型舰船水下舷侧防护液舱的破坏机理，根据液舱的承载特性，设计制作缩尺战斗部模型和敞口、密闭两种液舱结构模型，开展两种姿态战斗部近炸下高速破片和冲击波对防护液舱的联合毁伤试验。根据试验后液舱模型的破损情况分析液舱前、后板在典型载荷下的破坏机理，总结分析液舱结构整体的破坏模式和破坏机理。结果表明：高速破片是防护液舱结构的主要防御对象，破片开坑和空化阶段是液舱结构变形破坏的主要阶段，破片群侵彻液舱形成的激波载荷和空化效应引起的挤压载荷是使结构产生变形破坏的主要冲击载荷。     

有限水深Kelvin源格林函数的传播特性及其应用

为探究有限水深环境下自由面兴波在远场的传播特性,应用线性水动力学的基本理论,从有限水深Kelvin源格林函数的积分表达式中提取相函数,采用同相分析法求得亚临界和超临界速度区下远场传播波系的等相线。结果表明,水深傅汝德数Fh1时远场传播波包括横波和散波两个波系,F_h1时远场波系仅由散波构成,点源兴波的影响范围可由Kelvin角的大小确定,当F_h趋近于1时Kelvin角迅速增大至90°。依据船型要素、两船相对位置和池壁几何参数,并计及船模的定常兴波经池壁反射作用后对自身和另一船模的干扰,提出了有限水深条件下并行航行两船模池壁效应的判别方法,并结合实例检查分析了某试验工况下的池壁效应。     

15000m~3钢板贴壁油罐建设静态投资分析

以部队某保障基地油库军用柴油扩容工程采用钢板贴壁工艺新建的1座15 000 m3地下水封油池为例,从技术经济学角度对钢板贴壁油罐作了静态投资分析。该钢板贴壁油罐静态总投资1 756.95万元,其中占总投资比例最高者为地下工程建设,达到53.76%,库容投资1 171.30元/m3。结果表明:钢板贴壁油罐较地下水封石洞油罐整体经济效益明显;投资定额可供编制预算参考。     

长杆弹垂直侵彻横向运动板的数值分析

对钨合金长杆弹垂直侵彻横向运动钢板的偏转角变化规律进行了理论及仿真研究。采用刚体力学理论推导了刚体长杆弹侵彻横向运动钢板的偏转角公式。利用ANSYS/LS-DYNA有限元软件对RIGID及STEINBERG两种材料模型长杆弹垂直侵彻横向运动JOHNSON-COOK模型钢板进行了仿真,根据长杆弹头部和尾部横向相对运动规律,得到了长杆弹的偏转规律。仿真结果表明:板的横向运动速度越大,长杆弹偏转角越大,且偏转角在整个侵彻过程中一直保持增大的趋势。     

超细矿物微粉改善2号坦克润滑脂摩擦学性能研究

采用球盘式摩擦磨损试验机，研究了羟基硅酸盐超细矿物微粉作为2号坦克润滑脂添加剂对钢／钢摩擦副的润滑性能，利用扫描电子显微镜（Scanning Electron Microscopy，SEM）和X射线能谱仪（Energy Dispersive Spectrometry，EDS）分析了磨痕表面形貌及典型元素的面分布情况。结果表明：超细矿物微粉可显著改善2号坦克润滑脂的抗磨减摩性能，含2wt％矿物微粉的润滑脂同单一2号润滑脂相比，摩擦系数降低了约44％，钢盘磨损率降低了约70％，这与羟基硅酸盐可在摩擦表面形成一层富含O，Si，Mg，Al等元素的摩擦表面膜密切相关。