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超声无损评价2219铝合金晶粒尺寸

热加工工艺 2019年第19期48卷 65-69页

作者：雷洋龚海中南大学轻合金研究院湖南长沙410083 高性能复杂制造国家重点实验室湖南长沙410083

为了研究铸态2219铝合金平均晶粒尺寸与超声声速和超声衰减系数的关系,在铸锭不同径向位置取样,获得不同晶粒尺寸的试块。采用RITEC RAM-5000 SNAP非线性高能超声测试系统进行超声参数测量。研究结果表明,纵波声速和平均晶粒尺寸呈线性... 详细信息

为了研究铸态2219铝合金平均晶粒尺寸与超声声速和超声衰减系数的关系,在铸锭不同径向位置取样,获得不同晶粒尺寸的试块。采用RITEC RAM-5000 SNAP非线性高能超声测试系统进行超声参数测量。研究结果表明,纵波声速和平均晶粒尺寸呈线性减小趋势,衰减系数和平均晶粒尺寸呈三次多项式增长趋势。

关键词：超声声速衰减系数铸态2219铝合金晶粒尺寸无损评估

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三维漏磁检测实验平台的研制

电测与仪表 2011年第4期48卷 27-29,57页

作者：奉华成黄松岭赵云利宋彬马宁清华大学电机系电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室北京100084 中油管道检测技术有限责任公司河北廊坊065000

漏磁检测技术广泛用于石油和天然气管道腐蚀缺陷的在役检测。传统的一维漏磁检测技术通常检测管道径向的漏磁信号,只能反映缺陷的深度信息,对于任意形状的缺陷的评估则无能为力。要反映不规则形状的缺陷的特征,提高缺陷检出率,则须使用... 详细信息

漏磁检测技术广泛用于石油和天然气管道腐蚀缺陷的在役检测。传统的一维漏磁检测技术通常检测管道径向的漏磁信号,只能反映缺陷的深度信息,对于任意形状的缺陷的评估则无能为力。要反映不规则形状的缺陷的特征,提高缺陷检出率,则须使用三维漏磁检测技术。三维漏磁检测系统要采集和处理大量的数据,系统相对复杂。本文提出的三维漏磁检测实验平台采用了高度精简的数据采集方案。通过波特率高达6.125Mbps的RS-485总线,实现对管道三轴漏磁信号的高速数据采集、传输和存储。实验结果表明,该系统能够高效采集三维漏磁信号,增强了对缺陷的检出能力。

关键词：漏磁检测三维无损检测无损评估

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管线钢半穿孔损伤的金属磁记忆检测研究

中国测试 2015年第6期41卷 26-29页

作者：李云飞韦利明万强贾东中国工程物理研究院总体工程研究所四川绵阳621900

油气运输管道出现穿孔、裂纹及塑性变形等机械损伤后易导致安全隐患并造成重大事故。该文采用金属磁记忆法对半穿孔损伤的X80管线钢试件进行检测分析,通过金属磁记忆微量磁场检测系统测量机械损伤诱发磁场的法向分量信号,并采用ARAMIS... 详细信息

油气运输管道出现穿孔、裂纹及塑性变形等机械损伤后易导致安全隐患并造成重大事故。该文采用金属磁记忆法对半穿孔损伤的X80管线钢试件进行检测分析,通过金属磁记忆微量磁场检测系统测量机械损伤诱发磁场的法向分量信号,并采用ARAMIS三维光学全场动态应变测量系统实时获取试件表面应变分布。根据结果得出两者之间的非线性关系,并验证金属磁记忆法检测管线钢半穿孔机械损伤的可行性,为X80管线钢构件或输运管道的定量无损评估提供基础依据。

关键词：管线钢金属磁记忆半穿孔损伤无损评估

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海底管道缺陷漏磁检测器数据采集系统研发

中国测试 2015年第1期41卷 89-92页

作者：刘群黄松岭赵伟陈俊杰清华大学电机系电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室北京100084

针对海底管道内可利用空间小、运行工况恶劣的实际情况,研发一款海底管道缺陷漏磁检测器数据采集系统。该系统选用ARM实现对各功能单元的控制,并以FPGA结合A/D采样芯片进行多路漏磁检测信号的并行采集;通过对各功能单元的一体化和集成设... 详细信息

针对海底管道内可利用空间小、运行工况恶劣的实际情况,研发一款海底管道缺陷漏磁检测器数据采集系统。该系统选用ARM实现对各功能单元的控制,并以FPGA结合A/D采样芯片进行多路漏磁检测信号的并行采集;通过对各功能单元的一体化和集成设计,在确保能准确有效采集和存储缺陷漏磁信号数据的前提下,实现系统结构的整合及简化。牵拉试验和检测工程应用结果表明:该数据采集系统运行稳定,采集、处理缺陷漏磁检测数据质量高,达到设计要求,完全满足海底油气管道缺陷漏磁检测工程应用的技术要求。

关键词：无损评估漏磁检测海底管道 FPGA 数据采集

多涂层厚度涡流无损检测技术及其实现方法研究

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多涂层厚度涡流无损检测技术及其实现方法研究

作者：来超电子科技大学

学位级别：硕士

随着科学技术的迅速发展和航空航天飞行器飞行速度的不断提高,使得航天高速飞行器舱体以及涡轮发动机叶片等零部件上涂覆涂层的材料与结构越来越复杂。然而涂层的厚度及涂覆的均匀性将直接影响基体的温度分布,厚度不均匀的热障涂层会造... 详细信息

随着科学技术的迅速发展和航空航天飞行器飞行速度的不断提高,使得航天高速飞行器舱体以及涡轮发动机叶片等零部件上涂覆涂层的材料与结构越来越复杂。然而涂层的厚度及涂覆的均匀性将直接影响基体的温度分布,厚度不均匀的热障涂层会造成基体局部温度的骤然升高而导致涡轮发动机以及飞行器舱体等零部件发生失效或运动状态发生改变,严重的会导致航天飞行器坠毁,从而引发一些灾难性的事故。因此,多层导电涂层厚度的无损评价已经成为高端装备制造业一个重要的研究课题。涡流无损检测技术以其低成本、高灵敏度、快速检测以及非接触式测量的特点,在航空航天、核工业等领域得到了广泛应用。本文是在中国航天科技集团第八研究院SAST基金项目“基于涡流无损检测的航天热障涂层材料厚度检测技术研究”(项目编号:SAST201220)资助下展开实验研究。本论文的主要研究内容如下:(1)根据涡流检测的基本原理及多频多参数检测理论,针对多涂层厚度的检测,设计和搭建了多频涡流检测系统,包括对激励信号源、信号调理电路、数据采集模块及数据处理程序的设计等。(2)利用搭建的实验检测平台,研究各层材料之间的相互影响,提出基于“折线法”的多涂层厚度检测方法。并对不同检测参数(激励信号、激励线圈尺寸、检测部件、被测试件电导率)的影响进行实验研究,从而得到适用于“折线法”检测多涂层厚度的最优检测条件。(3)根据(2)中实验研究结果,对基体上单涂层、双涂层、三涂层以及未知电导率下单涂层的厚度进行测量,结合实际检测条件以及误差分析,对检测系统进行优化处理。通过以上实验研究,结合优化完善以后的实验检测系统,验证了“折线法”在精确检测多涂层厚度方面的可行性。

关键词：多层导电涂层厚度无损评估多频涡流检测实验研究

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MOSFET噪声与热载流子效应研究

MOSFET噪声与热载流子效应研究

作者：刘宇安西安电子科技大学

学位级别：硕士

随着MOS器件尺寸逐渐减小,由热载流子效应导致的损伤变得越来越严重,已成为影响器件性能的主要失效机制之一。为了保证使用的可靠性同时尽可能地降低成本,人们迫切需要一种可靠、快速、成本低廉的无损伤热载流子效应预测方法来代替传统... 详细信息

随着MOS器件尺寸逐渐减小,由热载流子效应导致的损伤变得越来越严重,已成为影响器件性能的主要失效机制之一。为了保证使用的可靠性同时尽可能地降低成本,人们迫切需要一种可靠、快速、成本低廉的无损伤热载流子效应预测方法来代替传统的电参数退化表征方法。本文介绍了MOS器件热载流子效应及1/f噪声物理机制。在此基础上,进行了噪声与热载流子相关性实验,获取了大量热载流子应力前后MOS器件的电参数及噪声参数数据,并对MOS器件抗热载流子能力的1/f噪声表征进行了深入研究。本文取得了以下研究成果: 分别在三种栅压应力下对MOS器件进行热载流子注入实验,发现不同栅压应力下的热载流子获得不同能量,从而形成高能和低能热载流子。在MOS器件栅氧化层中,高能热载流子打断硅硅键,低能热载流子打断硅氢键、硅氢氧键,激发产生氧化层陷阱以及深、浅能级的界面态等缺陷。这些缺陷引起不同程度的阈值电压漂移、跨导退化及1/f噪声参数退化,严重的还引起器件的失效。本文发现与传统的电参量相比较,噪声参数可以更敏感的反映器件在各种应力下的热载流子效应损伤。噪声指数γ的变化与器件不同应力下的栅氧缺陷分布特性相关。基于Si/SiO2界面态和氧化层陷阱形成理论,深入讨论了该类器件热载流子注入对1/ fγ的影响,提出了用噪声参数S ? fγ表征三种栅应力下MOS器件抗热载流子损伤能力的方法。本文结果为1/f噪声用作MOS器件热载流子损伤机理研究的新工具,对其抗热载流子性能进行无损评估提供了理论依据与数学模型,并且通过实验给予验证。

关键词： MOS器件热载流子效应 1/f噪声无损评估

金属构件非均匀分布应力的涡流无损检测方法研究

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金属构件非均匀分布应力的涡流无损检测方法研究

作者：邹宇电子科技大学

学位级别：硕士

作为工程实际中的常见零部件,金属构件广泛应用于交通、航空航天、核能、电力等诸多工程领域的关键设备中,其耐久性和安全性对关键设备性能均产生重要影响。在机械加工过程中金属构件会不可避免地产生加工残余应力,在安装中会产生焊接... 详细信息

作为工程实际中的常见零部件,金属构件广泛应用于交通、航空航天、核能、电力等诸多工程领域的关键设备中,其耐久性和安全性对关键设备性能均产生重要影响。在机械加工过程中金属构件会不可避免地产生加工残余应力,在安装中会产生焊接残余应力与应力集中。这些非均匀分布的应力会对金属构件的性能与安全性造成影响:一方面会导致出现不可忽略的加工变形,对后续的产品装配和产品使用产生影响;另一方面也会在外界载荷的作用下导致局部应力不断增大,最终导致裂纹和缺陷出现,对大型金属构件的完整性带来影响。金属构件应力的无损评价已经成为一个重要的研究课题。以低成本、高灵敏度、快速检测以及非接触式测量的特点,涡流无损检测技术在工程实际的检测中得到了广泛应用。其在应力无损检测方面有着重要的研究价值。本论文的主要研究内容如下:(1)根据工程实际中金属构件的加工过程会因材料内部存在气泡、杂质或构件中的焊缝焊点等原因而产生应力集中的情况,分别研究了竖直方向应力非均匀分布和水平方向应力非均匀分布与涡流检测信号之间的关系并通过实验进行了验证,进而提出了一种应力离散非均匀分布的涡流无损检测方法;(2)在对竖直方向应力非均匀分布与涡流检测信号之间关系研究的基础上,发现了电导率不变性现象,分析了频率和突变层厚度等因素对电导率不变特性的影响,并根据该现象设计了一种磁导率检测装置;(3)针对金属构件在外力作用下产生连续非均匀应力分布的检测问题,本文建立了有限元仿真模型并搭建了三点弯曲实验平台,通过有限元仿真数据和实验数据相结合的方式,建立了外部载荷大小和涡流检测信号之间的定量关系,提出了一种应力连续非均匀分布的涡流检测方法。

关键词：金属构件离散应力分布连续应力分布无损评估实验研究

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金属磁记忆检测机理的试验研究与有限元仿真

金属磁记忆检测机理的试验研究与有限元仿真

作者：李新蕾南昌航空大学

学位级别：硕士

本文以磁性物理学、技术磁学等理论为指导,以试验研究和数值仿真为手段,研究了不同铁磁材料在不同载荷下的磁记忆信号分布特征,并将金属磁记忆技术引入到疲劳损伤与寿命评估领域,探索疲劳损伤的磁记忆表征规律。根据应力的磁效应来源于... 详细信息

本文以磁性物理学、技术磁学等理论为指导,以试验研究和数值仿真为手段,研究了不同铁磁材料在不同载荷下的磁记忆信号分布特征,并将金属磁记忆技术引入到疲劳损伤与寿命评估领域,探索疲劳损伤的磁记忆表征规律。根据应力的磁效应来源于应力的磁导率效应的理论,利用ANSYS有限元软件对20#钢小孔平板试样进行了力-磁效应的有限元仿真。提取数据并分析了磁场分布规律及检测路径、应力大小对表面漏磁场影响,对磁场强度法向梯度值进行了分析,绘制了法向梯度值的峰值幅度随应力的变化曲线。结果表明,在应力集中部位磁场强度法向分量过零点,切向分量出现最大值,磁力线在应力的加载过程中发生了反转,证明了力磁耦合模型的适用性。分析还表明,应力集中和漏磁场法向梯度值具有很强的相关性,应力分布决定了漏磁场梯度的分布。以45#钢为研究对象,分别对无预制缺陷及带缺口平板试样拉伸过程中的磁记忆信号进行了测量与分析。结果表明,在弹性阶段,磁记忆信号较小且分布杂乱,而当应力大于500MPa时,磁记忆信号明显增强。在磁记忆特征值提取方面,利用传统的磁场梯度极值|K|max可以有效的检验应力集中部位。同时本文提出一种新的基于磁记忆信号能量的检测特征值,实验证明可以通过此特征值对试样的安全性做出检测及评估。对比分析了45#钢与30CrMnSiNi2A钢拉伸过程中的磁记忆信号,结果表明,不同的铁磁材料在应力的作用下,其法向磁场梯度K值峰值变化规律不同,这与材料的力学性能以及材料的磁学参数有直接的关系。以40Cr钢三点弯曲SE(B)试样进行常温疲劳裂纹扩展试验,分别测量了试样在相同载荷条件下不同寿命N时的磁场数据。通过分析磁场数据与裂纹扩展寿命、累积疲劳损伤之间的关系,建立了基于磁记忆信号的损伤参量模型。利用该模型可以有效的评估材料的残余寿命,可为磁记忆检测技术在铁磁性材料早期损伤以及残余寿命评估方面的应用提供借鉴作用。

关键词：金属磁记忆检测无损评估力-磁效应有限元分析应力集中

基于1/f噪声的MOSFET抗辐照能力无损表征方法

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基于1/f噪声的MOSFET抗辐照能力无损表征方法

作者：李瑞珉西安电子科技大学

学位级别：硕士

随着大量商用高性能半导体器件用于宇航、核能等领域，越来越多的未加固MOSFET需要在核辐射条件下工作，为了在保证使用的可靠性的同时尽可能的降低成本，人们迫切需要一种可靠，快速，成本低廉的无损伤辐照效应预测方法来代替传统的辐... 详细信息

随着大量商用高性能半导体器件用于宇航、核能等领域，越来越多的未加固MOSFET需要在核辐射条件下工作，为了在保证使用的可靠性的同时尽可能的降低成本，人们迫切需要一种可靠，快速，成本低廉的无损伤辐照效应预测方法来代替传统的辐射退火晒选方法。本文介绍了MOS器件电离辐照效应及1／f噪声物理机制，在此基础上，进行了噪声与电离辐照相关性的试验，获取了大量辐照前后MOS器件的电参数及噪声参数数据，并对MOS器件抗辐照能力的1／f噪声表征进行了深入研究，取得了以下研究成果： 1、对不同沟道类型和沟道尺寸的MOSFET进行了Coγ辐照实验，发现辐照前1／f噪声与辐照引起阈值电压漂移、跨导退化及栅泄漏电流增加之间有明显的相关性。理论分析表明，电离辐照在MOS器件栅氧化层中激发的电荷会被Si／SiO系统中缺陷所俘获形成陷阱电荷，这些陷阱电荷的存在导致器件电参数发生改变，严重的还引起器件的实效。由于1／f噪声反应了栅中缺陷数目的多少，也就是反映了栅氧质量的好坏，因此辐照前的1／f噪声与辐照后器件的电参数变化体现出相关性。 2、基于界面陷阱形成的氢离子运动两步模型和反应过程的热力学平衡假设，推导了MOSFET经历电离辐照后氧化层空穴俘获与界面陷阱形成间关系的表达式。利用初始1／f噪声功率谱幅值与氧化层空穴俘获之间的联系，建立了辐照前的1／f噪声幅值与辐照诱生界面陷阱数量之间的半经验公式，并通过实验予以验证。本文研究结果表明，由于辐照诱生的氧化层内陷阱通过与分子氢作用而直接参与到界面陷阱的建立过程中，从而使界面陷阱生成数量正比于这种陷阱增加的数量，因此辐照前的l／f噪声功率谱幅值正比于辐照诱生的界面陷阱数量。本文结果为1／f噪声用作MOSFET辐照损伤机理研究的新工具，对其抗辐照性能进行无损评估提供了理论依据与数学模型，并且通过实验给予验证。

关键词： MOSFET 电离辐照效应 1/f噪声无损评估