基于动态模板匹配的非接触超声弹体厚度测量方法

为了实现某弹体在车削加工过程中弹体厚度的自动测量,采用喷水式的非接触超声检测方法,利用弹体和刀架的匀速旋转和移动,在工控机的控制下实现弹体的全面检测。通过动态模板匹配的超声回波处理方法计算出弹体各检测位置的厚度值。检测结果表明,该检测方法的检测精度可达到0.1 mm。     

基于边界相切拟合的轴对称工件缺陷重构方法

针对轴对称工件超声检测缺陷重构问题,通过分析传统基于传播时间反演方法的不足和误差产生的原因,提出了一种基于边界相切拟合的缺陷重构方法,并针对实际检测缺陷的类型,采用圆和椭圆作为模型对缺陷进行重构。从重构结果上看,当检测实心体工件时,圆形缺陷的圆拟合重构误差不大于0.1 mm,圆形缺陷的椭圆拟合重构误差小于0.4 mm,椭圆形缺陷的椭圆拟合重构误差小于0.3 mm,空心体工件由于检测方式不同,误差会比实心体大一些。     

基于时间反转声学理论的超声相控阵超分辨率成像方法

在超声相控阵检测领域,常规成像方法遵守瑞利准则,其成像分辨率受到波长限制。研究时间反转多信号分类(Time Reversal-MUltiple SIgnal Classification, TR-MUSIC)方法,在保持超声波工作频率不变且不影响系统探测深度的前提下,可提高成像分辨率,实现超分辨率成像。通过全矩阵采集方法获取被测对象的超声阵列数据;利用平面B扫描和TR-MUSIC方法处理数据,得到二维和三维超声图像;依据图像特征评估被测对象内部状况。实验选取加工不锈钢试块作为被测对象,搭建超声相控阵检测系统,在试块内部加工6个直径为1 mm、可视为点散射体的相邻贯通孔作为缺陷。实验表明,TR-MUSIC方法能够区分并定位这6个相邻点散射体,而平面B扫描方法则不能。因此,基于时间反转声学理论的TR-MUSIC方法可以提高成像分辨率,改善超声图像质量。     

材料性能对固体发动机结构完整性的影响

基于描述粘弹性材料特性的Burgers模型的本构关系以及基于该本构关系下的有限元方法 ,根据温度载荷和内压载荷的特点 ,分别建立了分析某固体发动机材料性能参数对结构完整性影响的有限元模型。应用MSC/NAS TRAN结构分析软件 ,详细分析了在温度和内压载荷作用下固体发动机材料性能参数对结构完整性的影响。在温度载荷的作用下 ,主要影响结构完整性的是推进剂的泊松比与热膨胀系数 ;在内压载荷作用下 ,主要影响结构完整性的是包覆层和推进剂的泊松比以及推进剂的初始模量。所得的结论可为固体发动机的生产设计提供参考     

固体火箭推进剂洗井原理

本文根据固体火箭推进剂释放能量高、燃气量大的特点,设计出一种新颖、高效、快速水井洗井器,并从洗井原理、洗井效率、固体火箭推进剂性能等方面对其可行性进行了详细分析和经济评估。采用该洗井器可减少洗井设备、简化现场操作、减少辅助工作量、缩短施工时间,提高洗井综合效益。该洗井器在煤田、油田钻井工艺方面也有一定的使用价值。     

金属材料表面缺陷的激光超声检测技术

为了完成对金属材料表面缺陷深度的检测,提出了透射法检测与估计表面缺陷深度的方法。基于热弹机制和干涉接收方式,搭建了激光超声检测实验平台,实现了工件表面缺陷的非接触检测,完成了缺陷处的B-scan信号采集和成像,建立了透射系数与表面缺陷深度之间的关系。实验结果表明:由B-scan信号可见缺陷处透射声信号的幅值与表面缺陷深度有关;由透射系数-表面缺陷深度拟合曲线估计了深度0.3 mm表面缺陷,估计误差为16%,实现了表面缺陷深度的测量。     

基于超分辨率超声图像的缺陷量化方法

以相位相干多信号分类(phase-coherent multiple signal classification, PC-MUSIC)方法为例,研究基于超分辨率超声图像的缺陷量化方法。利用全矩阵采集方法从被测对象获取超声阵列数据,对数据进行时域预处理,提取缺陷散射信号;利用PC-MUSIC方法处理缺陷散射信号,获取超分辨率超声图像;分析超声图像特征,提取横向强度曲线,定义-6 dB主瓣宽度作为缺陷的评估长度。搭建实验系统,选择铝试块作为被测对象,在其内部加工1个长度为10 mm的刻槽作为缺陷。实验结果表明,在信号子空间维度选择合适的情况下,PC-MUSIC方法能够准确评估缺陷长度,误差在10%以内。     

固体推进剂能量特性优化设计

本文在最小自由能法精确计算固体火箭推进剂能量特性程序的基础上,运用模式搜索优化方法,编制了电子计算机程序,用该程序能算出已知组分在最高比冲或最高特征速度下的最佳配方。优化计算结果和图象法(或精确计算)所得的结果是一致的。这证明固体推进剂能量特性的优化设计是成功的,为固体推进剂配方设计提供了一种有效的计算方法。     

固体火箭发动机技术

固体火箭发动机是使用固体推进剂的化学火箭发动机。固体火箭发动机与液体火箭发动机相比较,具有结构简单,推进剂密度大,推进剂可以储存在燃烧室中常备待用和操纵方便可靠等优点。固体火箭发动机比冲小(250～300秒),工作时间短,加速度大,因而推力不易控制、重复起动困难、不利于载人飞行,主要用作火箭弹、导弹和探空火箭的发动机,以及航天器发射和飞机起飞的助推发动机。一、发展概况固体火箭起源于中国,宋初已出现以黑火药为能源的固体火箭发动机。最早是1161年宋金之战中的“霹雳炮”。元、明两代出现了火箭束和两级火箭雏型,例如“火龙出…     

隔舱式双脉冲发动机金属膜片打开压强研究

根据双脉冲固体火箭发动机的要求,设计一种隔舱金属膜片式的级间隔离装置,装置包括预制缺陷槽的金属膜片和支撑架,利用有限元法对隔舱金属膜片进行数值模拟研究.仿真结果表明在支撑架的作用下,金属膜片的承压能力大幅提高,能够满足Ⅰ脉冲承压要求.在Ⅱ脉冲40 ms建压15 MPa的条件下,厚度t=2 mm、凹槽深度h=1 mm的金...     

点火瞬态过程对复合固体推进剂力学响应特性的影响

根据一个有效的非线性粘弹模型,导出复合固体推进剂微分形式本构方程和应变速率关系式。分析表明点火瞬态过程中压强与推进剂应变、升压速率与推进剂应变速率之间呈线性关系,线性系数均为推进剂初始模量。     

复合固体推进剂颗粒填充模型及其统计特性分析

复合固体推进剂属于高填充比颗粒类复合材料,氧化剂和金属颗粒在基体中的随机分布使其在细观尺度具有非均质的特点。从细观尺度研究固体推进剂燃烧及力学性能时,必须考虑颗粒级配、空间分布和种类等因素的影响。采用分子动力学方法,以硝酸酯增塑聚醚高能复合固体推进剂为研究对象,将固体颗粒模型化为球形,生成其在基体内随机分布的颗粒填充模型。利用Monte-Carlo算法模拟计算颗粒填充模型细观结构的两点概率函数,并研究了颗粒填充体积分数、尺寸与级配等参数对其的影响规律。从统计意义上给出具有各态历经性、统计均匀性和各向同性特点的颗粒填充构型最小周期性代表体元尺寸,可有效减小后续研究的计算量,节约计算成本。所构建的推进剂细观几何构型及对最小周期性代表体元尺寸的计算为后续开展复合固体推进剂细观尺度燃烧、燃面处铝团聚及力学性能数值研究奠定了基础。     

基于体绘制的圆柱体构件缺陷三维重构方法

针对圆柱体构件内部缺陷问题,以超声检测技术为手段,采用体绘制三维重构技术,对构件内部缺陷进行三维重构。首先对圆柱体进行超声检测,并根据采集到的数据提取出其每一个截面的完整信息。然后进行B扫描成像,对成像图像像素点重组。最后利用体绘制技术对缺陷进行三维重构。结果证明,该方法重构出圆柱体构件中心孔、偏心孔缺陷效果良好,与实际构件相吻合,且大小误差在允许范围内。     

固体推进剂的粘弹性损伤分析及有关理论探讨(中文摘要)

作为一种燃料,复合固体推进剂(以下简称推进剂)为火箭提供巨大的动力。由推进剂制成的药柱必须有足够的强度和耐久性,以防止在貯存、运输及运行过程中发生破损。因此,在药柱的研制、设计中需要了解和掌握推进剂的力学性能,进行各种工况下药柱的结构完整性分析以及作必要的强度、刚度或稳定性计算和寿命预测。推进剂材料是由高分子基体和固体颗粒(含量86～90%)混合而成,其力学性能依赖于时间、温度及加载和变形历史。在变形过程中还件随有微孔穴、微裂纹的萌生、演变、聚结以及分子链、键断裂等损伤现象,其宏观表象相当复杂。对这类材料的力学性     

防空导弹固体发动机喷焰相位噪声微波衰减测量研究

导弹固体发动机喷焰相位噪声微波衰减是影响武器制导系统性能的重要指标。需要研制专用的测量装置,进行多次地面热试车测量。证明推进剂组分特别是含铝量和电子捕获剂的影响,通过改进推进剂配方和精心组织试验,实测微波衰减值满足系统总体要求。由于仔细地注意了系统校准和振动干扰消除,测出了发动机喷焰的真正相位噪声。调幅噪声的测量数据与相位噪声相当。     

超声阵列障碍探测技术及其在无人车辆中的应用

设计了适合安装在汽车前保险杆的超声障碍检测系统.提出了一种新颖的混合型超声波换能器阵列、基于换能器阵列合成孔径和超声波脉冲编码的障碍检测算法,以区分回波信号是否含有危险信息.理论计算与实验结果表明,该系统可检测到直径15mm的平板目标,其有效测量距离为0.2～25m,并可实现多目标定位.     

基于机器学习的固体火箭发动机无损检测

传统固体火箭发动机无损检测图像判读工作存在人工识别效率低、图像数据分散及数据利用率低等问题。本文借助机器学习算法与计算机视觉技术,利用大量发动机无损检测图像数据开展无损检测图像数据预处理、边缘检测以及数据模型训练和应用等技术研究,探索快速、准确获得发动机无损检测图像数据特征的方法,深入挖掘固体发动机无损检测数据的内在联系,找到潜在规律。本研究不仅为固体发动机无损检测图像判读提供了一种准确、高效的手段,同时,能够为发动机无损检测图像识别、测量、判读和发动机相关故障模式分析与故障诊断提供数据和决策支持,也能够为未来机器学习在固体发动机无损检测图像判读领域的深入应用提供实践探索和理论研究方面的参考。     

基于机器学习的固体火箭发动机无损检测数据智能判读

传统固体火箭发动机无损检测图像判读工作存在人工识别效率低、图像数据分散及数据利用率低等问题。本文借助机器学习算法与计算机视觉技术,利用大量发动机无损检测图像数据开展无损检测图像数据预处理、边缘检测以及数据模型训练和应用等技术研究,探索快速、准确获得发动机无损检测图像数据特征的方法,深入挖掘固体发动机无损检测数据的内在联系,找到潜在规律。本研究不仅为固体发动机无损检测图像判读提供了一种准确、高效的手段,同时,能够为发动机无损检测图像识别、测量、判读和发动机相关故障模式分析与故障诊断提供数据和决策支持,也能够为未来机器学习在固体发动机无损检测图像判读领域的深入应用提供实践探索和理论研究方面的参考。     

固体推进剂裂纹摩擦热点形成细观模型分析

分析机械撞击载荷作用下复合固体推进剂内部裂纹摩擦形成热点过程。研究在压应力与剪切应力作用下闭合裂纹滑移、扩展、摩擦生热、热扩散、推进剂热分解及与气相产物相互作用。利用断裂力学、热传导、推进剂热分解动力学方法,建立裂纹摩擦热点细观模型。通过模型数值计算,探讨推进剂裂纹摩擦产生高温热点的过程和条件。分析计算表明裂纹摩擦和扩展可导致推进剂形成高温热点。     

基于CIVA的曲轴R角缺陷相控阵超声检测方法

针对发动机曲轴R角部位的缺陷检测,提出使用相控阵超声的方法.首先,对曲轴R角损伤机理进行分析,确定缺陷定量检测的参数依据;其次,通过商业超声仿真检测软件CIVA,对曲轴R角损伤部位的检测方法进行探索;最后,采用相控阵超声仪器对预置的5 mm深人工裂纹进行检测,实现裂纹深度最佳检测方案的判定.研究表明:在考虑实际检测可行性的前提下,通过建立仿真与实际检测之间的联系,超声仿真检测软件CIVA可以很好地指导实际检测工作,且采用线阵探头进行扇形扫查可实现曲轴R角缺陷的有效检测.