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管道漏磁检测数据压缩技术

沈阳工业大学学报 2010年第4期32卷 395-399页

作者：杨理践张双楠高松巍沈阳工业大学信息科学与工程学院沈阳110870

漏磁检测系统属于海量数据采集系统,针对该系统中电子硬盘存储数据量较少的问题,利用LZW算法和Hash表理论,提出了一种漏磁检测数据实时无损压缩算法.采用LZW算法对漏磁检测数据进行无损压缩,并根据Hash表管理LZW算法的字符串表,设计了基... 详细信息

漏磁检测系统属于海量数据采集系统,针对该系统中电子硬盘存储数据量较少的问题,利用LZW算法和Hash表理论,提出了一种漏磁检测数据实时无损压缩算法.采用LZW算法对漏磁检测数据进行无损压缩,并根据Hash表管理LZW算法的字符串表,设计了基于ARM处理器为核心器件并嵌入Linux操作系统的硬件系统对算法进行实现.实验结果表明,该系统实现了漏磁检测数据采集、压缩和存储的全过程,得到了2倍以上的实时数据压缩结果.

关键词：嵌入式系统 ARM处理器 Linux操作系统 LZW压缩算法数据采集漏磁检测管道缺陷数据压缩

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巴克豪森法测量不明显的钢淬火硬化层深度

金属热处理 2018年第9期43卷 242-245页

作者：付依丹刘峰蔡桂喜张双楠辽宁石油化工大学机械工程学院辽宁抚顺113001 中国科学院金属研究所辽宁沈阳110016

利用感应淬火和45钢制备了硬化层深度1~2 mm、带有模糊分界区的试样,通过自行搭建的巴克豪森噪声无损检测系统,对具有不明显分界的硬化层深度的测量开展研究。试验结果表明,该检测装置具有良好的稳定性,且磁巴克豪森噪声信号的均方根值... 详细信息

利用感应淬火和45钢制备了硬化层深度1~2 mm、带有模糊分界区的试样,通过自行搭建的巴克豪森噪声无损检测系统,对具有不明显分界的硬化层深度的测量开展研究。试验结果表明,该检测装置具有良好的稳定性,且磁巴克豪森噪声信号的均方根值与显微硬度法测得的硬化层深度具有良好的线性关系,可以用来检测分界不明显淬火钢件的硬化层深度。

关键词：感应淬火钢硬化层深度巴克豪森法

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航空发动机整体叶环中纤维断丝超声检测方法

金属学报 2020年第8期56卷 1175-1184页

作者：武玉鹏张博李经明张双楠吴颖王玉敏蔡桂喜中国科学院金属研究所沈阳110016 中国科学技术大学材料科学与工程学院沈阳110016

基于超声头波(head-waves)理论,当探头以一定角度激励出的折射纵波传播到界面时产生能量较高的爬波,据此建立了连续SiC纤维增强钛合金基复合材料(Ti-MMC)整体叶环中SiC纤维环断丝缺陷超声爬波检测的有限元仿真模型,分析了多层介质界面... 详细信息

基于超声头波(head-waves)理论,当探头以一定角度激励出的折射纵波传播到界面时产生能量较高的爬波,据此建立了连续SiC纤维增强钛合金基复合材料(Ti-MMC)整体叶环中SiC纤维环断丝缺陷超声爬波检测的有限元仿真模型,分析了多层介质界面超声波传播特性及爬波遇到断丝缺陷时的衍射现象。仿真结果表明,在缺陷上方的水层中会产生明显的缺陷信号波。根据仿真结果,设计制作了超声爬波(5 MHz,20°)-水浸聚焦(5 MHz,直径6 mm)组合探头和带有纤维断丝的人工缺陷试样,采用超声C扫描设备进行了检测实验。结果表明,超声爬波法能够成功地检测纤维环试样中不同深层的3层断丝缺陷(裂纹自身高度约0.42 mm)。该方法简单、经济、快速,有望解决Ti-MMC整体叶环中深埋型纤维环断丝缺陷的无损检测难题。

关键词：整体叶环连续SiC纤维复合材料超声检测爬波

高速列车薄壁型材激光-MIG复合焊对接焊缝检测

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中国铁道科学 2020年第1期41卷 31-39页

作者：周庆祥刘芳李经明李建奎张双楠蔡桂喜中车青岛四方机车车辆股份有限公司技术工程部山东青岛266111 中国科学院金属研究所分析测试中心辽宁沈阳110016

现有检测方法分析表明,高速列车车体薄壁型材激光-MIG复合焊焊接结构内部形状复杂,板厚度较薄,常规焊缝焊接质量无损检测方法不易实施。针对此问题,提出超声爬波检测工艺,通过设计型材结构试块和人工模拟缺陷试块,研究型材结构对超声爬... 详细信息

现有检测方法分析表明,高速列车车体薄壁型材激光-MIG复合焊焊接结构内部形状复杂,板厚度较薄,常规焊缝焊接质量无损检测方法不易实施。针对此问题,提出超声爬波检测工艺,通过设计型材结构试块和人工模拟缺陷试块,研究型材结构对超声爬波检测的影响。利用该检测工艺对实际焊接试块进行检测,并与X射线检测及有损试验(拉伸试验)结果对比,验证超声爬波检测结果的准确性。结果表明:X射线对于气孔和未焊透缺陷检测效果良好,但由于检测方式与防护特殊,检测速度缓慢,不能满足高速列车车体铝合金薄壁型材焊接结构现场检测需求,可作为辅助的检测手段,用于少量抽查检测;超声爬波可检测当量大于等于0.25mm的未焊透焊缝,爬波检测结果与实际未焊透缺陷对应良好,可用于铝合金薄壁型材复合焊接头焊接质量检验。建议以10mm×0.2mm×0.5mm刻痕的回波幅度作为焊缝是否合格的判据。

关键词：高速列车铝合金型材激光-MIG复合焊无损检测 X射线检测超声爬波检测

T(0,1)模态导波在弯管上传播的仿真与实验

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声学技术 2017年第5期36卷 442-449页

作者：李阳邹云张双楠蔡桂喜郑州大学机械工程学院河南郑州450001 中国科学院金属研究所辽宁沈阳110016

由于弯管的几何形状复杂,超声导波在弯管中的传播特性比在直管中复杂。弯管超声导波检测中,衡量其检测有效性的一个重要参数是透过率。通过有限元模拟研究了激励频率、弯曲半径、弯管角度对T(0,1)模态导波透过率的影响。发现:不同激励... 详细信息

由于弯管的几何形状复杂,超声导波在弯管中的传播特性比在直管中复杂。弯管超声导波检测中,衡量其检测有效性的一个重要参数是透过率。通过有限元模拟研究了激励频率、弯曲半径、弯管角度对T(0,1)模态导波透过率的影响。发现:不同激励频率的导波在弯管上有不同的透过率,并且激励频率高的导波由于脉冲宽度小,更易产生新的波前;在不同的弯曲半径和弯曲角度的弯管中,最小透过率的T(0,1)模态导波的频率也各不一样;随弯管角度的变化,信号的透过率呈规律性变化。通过实验验证了不同激励频率下,T(0,1)模态导波透过率和激励频率的关系。在实际检测有弯管段的管道时,需采用多频率检测。

关键词：透过率弯管 T(0,1)模态传播特性

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超声法测量高强螺栓应力试验研究

石油机械 2018年第7期46卷 22-26页

作者：马楠刘峰蔡桂喜张双楠辽宁石油化工大学机械工程学院中国科学院金属研究所

为了建立快速简便的螺栓预紧力测量技术,在介绍超声法测定螺栓应力原理的基础上,推导了超声波在螺栓两端传播时间计算公式,并以此建立了螺栓预应力标定计算模型,对模型开展了现场试验。试验结果表明:超声纵波传播速度测量螺栓预紧力的方... 详细信息

为了建立快速简便的螺栓预紧力测量技术,在介绍超声法测定螺栓应力原理的基础上,推导了超声波在螺栓两端传播时间计算公式,并以此建立了螺栓预应力标定计算模型,对模型开展了现场试验。试验结果表明:超声纵波传播速度测量螺栓预紧力的方法,在95%置信度的条件下测量误差≤10 MPa。使用小型便携式仪器,操作简便,在扭紧螺栓的过程中同时进行测量,每次测量所需时间不超过3 min。建议进一步扩大模型的标定应力范围;进一步对模型进行改进,在用螺栓不必松开就可以测量其承受的应力,以减小测量误差。所得结论为螺栓承受预紧力和工作应力的现场检测提供了一种新方法。

关键词：高强螺栓预紧力超声波传播速度纵波

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薄板激光搭接焊缝的强度评价

沈阳工业大学学报 2017年第1期39卷 28-33页

作者：李阳韩晓辉张双楠刘峰蔡桂喜中国科学院金属研究所分析测试部沈阳110016 中车青岛四方车辆股份公司技术工程部山东青岛266000 辽宁石油化工大学机械工程学院辽宁抚顺113001

针对列车车体上激光搭接焊缝需要进行强度评价的问题,采用试验和数值模拟相结合的方法研究了焊缝强度的影响因素和评价方法.采用ANSYS软件进行数值模拟,验证了断裂位置从焊缝向薄板转移的现象.结果表明:当焊缝宽度小于两板中的最小板厚... 详细信息

针对列车车体上激光搭接焊缝需要进行强度评价的问题,采用试验和数值模拟相结合的方法研究了焊缝强度的影响因素和评价方法.采用ANSYS软件进行数值模拟,验证了断裂位置从焊缝向薄板转移的现象.结果表明:当焊缝宽度小于两板中的最小板厚时,焊缝宽度和拉剪力呈近似线性关系;当焊缝宽度超过最小板厚时,拉剪力达到最大值后不再随焊缝宽度的增加而增加;焊缝熔深和板间隙对拉剪力的影响不明显.根据建立的焊缝宽度和拉剪力关系,实现了通过无损检测焊缝宽度来评价焊缝强度的目的.

关键词：激光搭接焊缝剪切试验焊缝宽度板间隙焊缝熔深拉剪力超声C扫描无损检测

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磁力扰动法测量铁磁性锅炉管氧化皮堵塞

振动．测试与诊断 2023年第3期43卷 508-512,620页

作者：郑凯张双楠张博李建奎张晓丹李经明蔡桂喜中国科学院金属研究所沈阳110016 中国科学技术大学材料科学与工程学院沈阳110016

为解决铁磁性锅炉管氧化皮堵塞检测难题,提出一种磁力扰动法的无损检测方法。首先,采用数值模拟方法对正交放置的两电磁铁作用下的铁磁性锅炉管进行磁场分布特征分析,并通过实验验证仿真结果的正确性;其次,使用声发射技术对磁场作用下... 详细信息

为解决铁磁性锅炉管氧化皮堵塞检测难题,提出一种磁力扰动法的无损检测方法。首先,采用数值模拟方法对正交放置的两电磁铁作用下的铁磁性锅炉管进行磁场分布特征分析,并通过实验验证仿真结果的正确性;其次,使用声发射技术对磁场作用下氧化皮碰撞管壁发出的声音进行采集,建立波形特征参数与氧化皮堵塞面积比的定量关系。结果表明:铁磁性锅炉管磁导率的非线性特点使得两电磁铁在管道内形成一种能穿透管壁直接吸引氧化皮的独特磁场,其吸引能力下限低至10%堵塞面积比;以幅值绝对值为权重的声信号加权平均时间可以作为判定被检管道堵塞面积比是否超标的依据。该方法具有一定的工程应用前景。

关键词：磁力扰动法铁磁性锅炉管氧化皮声发射无损检测

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超声C扫描用喷水系统设计及其检测稳定性

应用声学 2021年第4期40卷 579-587页

作者：周庆祥李经明李建奎蔡桂喜张双楠中车青岛四方机车车辆股份有限公司青岛266111 中国科学院金属研究所沈阳110016

该文针对列车车体复合材料构件检测用超声C扫设备喷水系统的检测稳定性问题开展研究。基于喷水式超声耦合检测原理,设计了一种喇叭段+直管段的喷嘴,以使水流形成变径约束的层流,从而缩短喷嘴长度。结合实验分析了工艺参数对检测性能的... 详细信息

该文针对列车车体复合材料构件检测用超声C扫设备喷水系统的检测稳定性问题开展研究。基于喷水式超声耦合检测原理,设计了一种喇叭段+直管段的喷嘴,以使水流形成变径约束的层流,从而缩短喷嘴长度。结合实验分析了工艺参数对检测性能的影响。结果表明:喷嘴结构、耦合水流速、射水距离及检测方式等因素均对超声耦合稳定性及检测性能产生影响。试验结果可为喷水式耦合超声C扫技术在车体构件检测中的实际应用提供参考。

关键词：超声C扫检测车体非接触耦合超声探头