RAINBOW压电陶瓷与形状记忆合金的集成

采用物理气相沉积法在RAINBOW压电陶瓷上沉积了形状记忆合金膜,分析了不同制备工艺对膜层的影响,优化了工艺参数.划痕试验结果、XRD图谱以及电镜照片表明,膜层质量较好,而且与RAINBOW压电陶瓷还原层能形成良好的结合界面,为今后形状记忆合金（SMA）与RAINBOW压电陶瓷的进一步集成设计提供了可靠的依据.     

Magnetoelectric voltage coefficients of magnetoelectric composites

The magnetoelectric（ME） effect of the particulate magnetostrictive/piezoelectric composite was theoretically studied. The dependence of the ME voltage coefficients on the material properties of the magnetostrictive phase was discussed. The permittivity, permeability and the elastic modulus of the magnetostrictive phase generally have obvious influences on the ME voltage coefficients. The magnetostrictive phase with a large permittivity, large permeability or stiffer modulus will respectively contribute to the higher ME voltage coefficients. For a certain kind of piezoelectric matrix, the ME voltage coefficients can be improved to some extent by choosing those magnetostrictive materials with large permittivity, permeability or high elastic modulus.     

高频电磁涡流检测系统及实验研究

针对碳纤维复合材料电磁涡流检测的特点,自主设计研制了一套高频电磁涡流检测系统,其最高检测频率可以达到10 MHz以上。该系统下位机以高速ARM微控制器STM32F407VGT6芯片为控制核心,上位机以虚拟仪器软件LabVIEW设计用户界面。系统集成了信号发生模块、功率放大模块、可调增益放大模块、锁相放大模块、USB模块以及数据采集模块,集成度高、体积小、使用简单方便。利用制作的高频电磁涡流检测系统对碳纤维复合材料的常见损伤形式进行了检测,包括冲击以及分层等,证明了系统的可行性以及实用性。     

用于输电线接头缺陷检测的磁通法仿真分析

根据高压输电线的接头中两段对接钢芯拉开的缺陷情况,提出了两种不同励磁装置形式的磁通检测方法。运用有限元分析法,以LGJ-400/35型钢芯铝绞线为仿真对象,进行了有限元的建模分析和计算,分析钢芯完整和拉开两种情况下磁路空隙中磁感应强度差值的大小。最终得出使磁力线平行于输电线轴向的漏磁检测方案对于输电线钢芯拉开缺陷具有最好的检测能力,钢芯拉开引起磁路中磁感应强度的变化更大,这为今后的实验和现场应用提供了依据。     

IPMC的力输出特性

IPMC(ion-exchange polymer metal composite)离子交换聚合物-金属复合材料)是一种人工肌肉材料,其较低的驱动电压能产生较大的位移变形,研究了IPMC这种智能材料的输出力特性.实验选取了不同电压幅值,不同频率的方波、三角波、正弦波3种波形作为电激励信号,通过力传感器实测了IPMC试样末端的输出力.结果表明,随着电压幅值的增大,其输出力也增大;随着电刺激信号频率的降低,其输出力也增大;而波形对其输出力影响不显著.     

含金属芯压电纤维对Lamb波传感实验研究

含金属芯压电纤维(MPF)是一种新型的压电功能元件,该文将其应用于超声Lamb波的传感.该文简述了其传感特性、研究现状,建立了一套基于MPF的兰姆(Lamb)波主动监测系统,实验研究并分析了MPF对Lamb波的传感特性.实验结果表明,MPF作为Lamb波传感器是可行的,且其对Lamb波的传感具有很强的方向性,随着Lamb波传播方向与MPF轴向夹角的增大,信号的峰值单调递减.当激励信号频率为160 kHz时,沿MPF轴向激励时信号幅值约为垂直于MPF轴向时的5倍.     

基于激光激励技术的结构损伤成像

采用了一种新型的损伤检测技术,利用激光脉冲在板类结构中产生热弹效应,激发出板中的导波（Lamb波）。通过分析Lamb波的传播状态与损伤之间的关系,并利用Morlet复数小波变换和频散补偿能量聚焦的方法,从两个不同的角度分析信号并提取信号特征,实现了对平板结构的快速、大面积检测。实验结果表明,该系统具有较高的测量精度,能较好地检测结构缺陷。     

基于深度学习的导波特征提取及其激光超声检测

针对激光超声检测中波场的三维数据处理计算量大且损伤特征提取难的问题,提出了一种基于深度学习模型的导波 波场分析方法. 首先,以 VGG-Net 网络为框架,建立了基于 VGG11(A-LRN)的残差网络模型,用于挖掘时间-空间波场数据中的 导波特征;其次,以局部波数特征为物理机理,采用导波传播的解析式生成训练样本,解决了深度学习大数据获取的问题,获得 了波场特征提取的神经网络模型;最后,以激光超声系统在含损伤结构中的实验数据作为测试样本,验证了所提出的网络模型 能够提取表征损伤的导波特征,实现了结构的损伤成像,其损伤成像精度均在 67% 以上,损伤形貌的可视化效果好。     

一种自调零平切型电涡流探头及其在碳纤维复合材料细观成像中的应用

针对碳纤维增强树脂基复合材料(Carbon fiber reinforced polymer,CFRP)弱导电性和异质多相结构特点,通过设计开发高分辨率涡流线圈探头结合空频域信号处理方法,实现对碳纤维复合材料板中10-6～10-3m细观尺寸范围内的纤维分布以及纤维缺失、褶皱和空隙过大等缺陷的涡流成像.主要从线圈探头耦合特性建模仿真和图像特征参数提取两个方面对碳纤维复合材料的电涡流细观尺度成像技术进行研究,建立分离式线圈探头耦合阻抗信号模型和点扩散函数数学模型,综合考虑这两方面影响因素设计一种自调零涡流探头并确定了其结构参数.对多方向CFRP层合板进行了检测并研究了图像的特征参数提取方法,基于复平面相位旋转的方法确定每个扫描点的像素值,得到了清晰的纤维纹路分布和缺陷图像,进一步提高检测的分辨率.     

智能机械臂的压电半主动振动控制

以在半主动控制领域具有良好应用前景的压电元件为基础,在受控机械臂上粘贴压电陶瓷(PZT)片,运用基于压电分流阻尼的振动被动控制和基于同步开关阻尼(SSD)技术的半主动控制理论,消耗机械臂振动的机械能,减小结构振动的位移幅度,从而达到振动控制的目的.