时频分析在复合材料无损检测中的应用研究

随着复合材料检测的发展,Lamb波无损检测技术日益受到重视。根据Lamb波多模式和频散的特点,以群速度-频厚积曲线为基础,采用短时傅利叶变换（STFT）的时频分析方法,以层合板复合材料为实验对象,与单独在时域、频域中分析相比较,结果表明：STFT可有效地识别Lamb波的传播模式,并可准确地对能量成分进行分析。     

陶瓷基复合材料粘接构件超声特征研究方法

新型航天器机体外层陶瓷基复合材料隔热构件在粘贴过程中会产生缺陷,不利于航天器的飞行安全.针对一种陶瓷基多孔复合材料粘接结构构件,利用自主研制的超声C扫描自动检测系统,研究构件粘接层缺陷的超声检测特征.考虑材料多孔性和各向异性会导致超声数据多噪音,采用自适应小波阈值算法对超声信号进行去噪,从而提高透射声波的信噪比.在此基...     

测算在软件开发中的实践①

软件测算是软件开发工程化管理的重要技术。但软件本身的复杂性、历史经验的缺乏、估算工具不完备性以及人为错误,导致软件项目的估算结果往往和实际情况相差甚远。为了改进测算结果,根据软件生命周期理论,结合COCOMOⅡ模型,指出了软件开发模型中的关键测算点及相应可采用的测算方法,并且明确了软件测算人员应具备的素质要求及在典型的软件组织中的地位。最后通过实例,使用USC提供的一个免费软件测算工具对一个具体的软件项目进行测算,较好地控制开发过程。     

C/SiC复合材料在鼻锥热防护系统中的应用研究

在飞行器防热材料优问题的研究中,高超速飞行器鼻锥面临剧烈的气动加热环境,而目前的常用耐高温合金材料很难满足飞行器的防热设计要求,因而需要对鼻锥结构进行热防护.对鼻锥C/SiC复合材料热防护结构进行了仿真研究.湍流模型采用SST k-ω两方程模型,采用松耦合的耦合方法,对不同C/SiC复合材料厚度的热防护效果进行的研究.研究结果发现采用C/SiC复合材料能够有效地降低内部结构的温度;同时结构内部温降幅度随着复合材料厚度的增加而增加.     

无人机复合材料超声检测系统的设计研究

针对无人机复合材料的特点设计了一个超声检测系统,阐述了系统超声探头频率的选择、数据采集的硬件和软件实现方法。采用该系统对玻璃纤维复合材料进行缺陷检测,实验结果表明,可以通过超声回波信号的幅值直接判断出缺陷的尺寸。     

多层复合材料超声检测的数值模拟

介绍了超声反射法的基本原理及其特点,并利用有限元方法对超声检测过程进行了数值模拟。通过对接收信号的分析,可以看出超声波检测复合材料检测精度较高,检测效果较明显,可以准确地识别出是否存在缺陷以及判断出缺陷的位置。     

碳纤维复合材料孔隙率便携式超声无损检测系统研制

针对航空工业碳纤维复合材料板材的孔隙率检测,研制了便携式超声无损检测系统.介绍了检测理论模型,构建了系统硬件体系结构.实验表明该系统可以C扫描图像和直方图方式进行检测结果输出并给出检测报告,结果准确率达到99.3%,能够快捷、方便地完成碳纤维复合材料板材孔隙率的检测,非常适合现场使用.     

HHT在复合材料Lamb波检测中的应用

Lamb波信号是典型的非平稳非线性信号,根据无损检测的需要,采用改进的Hilbert-Huang变换（HHT）方法,克服了多模式Lamb信号间的相互干扰,消除了噪声影响。以带有缺陷的复合材料层合板为实验对象,结果证明：本方法能够有效分离信号中的各个固有模态函数（IMF）分量,通过各分量瞬时幅值的峰值回归直线,可准确地对缺陷尺寸进行分析与评估。     

并行计算在高超声速流场数值模拟中的应用

采用计算流体力学方法,对高超声速流场进行了多区并行计算研究。基于MPI消息传递库采用Fortran语言编制了CFD并行计算程序,对NS方程采用AUSMPW+格式和LU-SGS方法求解。针对流场采用多区剖分,将每一个子区分配给相应节点进行计算。每一迭代步,相邻子区域间交换边界数据。计算表明,本文所建立的程序和方法是可行的,能够进一步延伸到大规模并行计算和工程应用中。     

提升框架技术在碳纤维复合材料孔隙率检测中的应用研究

对提升框架的基本理论和基于提升框架的去噪方法进行了研究,分析了五种不同提升框架类型(5/3,2/6,2/10,5/11-C和13/7-T)对碳纤维复合材料的超声信号的去噪效果.结果表明对同一个信号,不同框架类型的去噪效果不同,其中框架13/7-T的平均去噪效果最好,具有最大的信噪比和最小的均方根误差,而同一种框架类型对不同信号的去噪效果则比较一致.比较了去噪前后超声信号的衰减系数与孔隙率之间的关系,结果表明经过提升框架去噪后超声信号的衰减系数与孔隙率之间更加符合抛物线关系,提高了碳纤维复合材料孔隙率检测的准确性.     

基于超声迟到回波的固体弹性模量测量

由于航空工业的特殊性,对于一些外部供应商提供的飞机零部件,其具体的力学性能无法获取,这就对其地面和飞行试验中的应变和载荷监测结果的准确性校准造成困难。针对未知材料特性固体结构弹性模量的测量需求,本文提出了一种基于超声检测时迟到回波形成原理的测量方法,利用常用的超声纵波直探头对材料横波声速进行测量,并根据弹性模量、泊松比、密度、纵波声速和横波声速之间的固有关系,计算得出材料的弹性模量。该方法不需要额外制造试块,不需要使用横波探头和复杂的试验设备,是一种测量未知材料特性固体结构弹性模量的通用方法。通过实验验证,该方法可较准确地测量弹性模量。     

复合材料超声C 扫描多传感器信息融合技术

针对复合材料声图像缺陷识别的可靠性,对复合材料缺陷类别与缺陷模式识别进行了分析,讨论了通过仿形测量和重建模型的方法实现复合材料超声C扫描的一般过程.基于模糊积分的信息融合方法,实现了多探头非视觉信息、人的感知信息及视觉信息的融合.实验结果表明,采用多传感器信息融合技术可以降低系统的不确定性,提高超声检测与识别系统的性能,从而能够准确检测出复合材料的缺陷.     

基于PIV的旋流杯油雾速度场测量研究

尝试采用粒子图像测速仪(PIV,particle image velocity)对旋流杯出口油雾速度场进行测量,并研究了激光强度和油雾粒径分布对测量结果的影响.结果表明,激光强度对油雾速度场结构无明显影响,但在旋流杯出口射流主体处速度值有一定差异,这是由于产生的激光亮斑超出了相机的动态范围造成的.此外,当旋流杯出口油雾粒径分布较为均匀时,PIV测量油雾速度值与PDPA测得的速度值较为接近,误差在8％左右,该误差对于研究油雾速度场结构及其变化规律是可以接受的,这在一定程度上拓展了PIV的应用领域,提高了油雾速度场的试验效率.     

红外热像仪舱室设备数据采集方法应用研究

基于红外热像仪数据采集方法和国内外仪器设备无损检测方法应用研究,以热像仪船舶应用为案例,提出了集热像图采集、处理、存储和利用的热像图图文信息采集管理方案.该方案规范了热像图的采集、处理过程,使热像图真正起到在船用舱室设备隐患预警中的指导作用.     

碳纤维复合材料的超声反射波频域定征分析

对碳纤维复合材料的孔隙率进行超声测试法研究,发现材料前后表面超声回波均值频率偏移量与材料内部孔隙率,与超声信号衰减之间存在着特定关系.提出前后表面回波均值频率偏移特性为基础的超声无损表征方法,通过最小二乘法算法对材料内部孔隙率和超声衰减进行了定量分析,实验结果证明了该方法的实用性.     

基于Kriging插值的PIV算法在污水流速测量中的应用研究

针对污水管道中流体成分的多样性和流动型态的复杂性,借鉴粒子图像测速中的流场测量思想,提出了基于PIV(粒子图像测速)算法的管道污水流速测量方法.将该算法应用于污水流速测量时,发现由于伪矢量和缺失矢量的存在,导致测量结果精确度降低的问题,进而提出应用Kriging插值的方法对PIV算法进行改进,最终实现管道污水流速的有效测量.最后,在实验室搭建了实验模拟平台,对提出方法进行了仿真测试,测试结果表明,与传统的PIV测速方法相比,该方法能有效提高测量精度,保证测量结果的准确性.     

基于多普勒测速的水下传感器时间同步算法

时间同步是水下传感器网络的关键技术,由于海洋中采用水声通信时传播时延高且存在多普勒频移,导致使用射频通信的陆上时间同步算法无法直接应用于水下环境.基于多普勒测速原理和节点在水下的移动性,提出一种新型的时间同步CD-Sync算法.利用具有聚类特性的分簇模型选择合理的簇首节点,并与水面信标节点进行簇内同步,且在同步过程中,...     

神经网络改进算法在超声波流量测量中的应用

由于液压系统中管路结构造成的紊流现象对传统超声波流量计的影响,文章在非充分发展流体的截面流速分布特点的基础上,提出采用多通道超声波测量方法获取流速信息,并将BP神经网络系统应用于流态识别和流量计算,通过对BP网络进行节点和阈值优化,提高了神经网络的识别精度;采用此方法不仅提高了超声波流量计对于非充分发展流体的检测能力,而且降低流量计在测量安装时对直管短长度的要求,增强了仪器的适应能力,具有广泛的工业应用前景。     

基于ARM的嵌入式超声传播时间测量装置

应用超声波检测技术进行检测时,通常需对超声波在介质中的传播时间进行精准的测量,为精准测量超声波的传播时间,设计了一套基于ARM的嵌入式超声传播时间测量装置;该装置电路运行稳定,成本低廉,采用多次测量结果取算术平均值的方法以减小随机干扰,采用参比方法放置接收探头以消减电路中电子器件的延时;通过对实验结果进行分析,得出该装置可精准测量超声波在实验试块中的传播时间且满足设计要求,分辨率约为一纳秒。