船用钢板漏磁检测的三维有限元分析

为保证船舶的安全,满足对船用钢板进行定期检测的需要,提出利用漏磁检测钢板缺陷的方法,并对该方法进行了三维有限元分析和实验验证.在ANSYS软件中建立检测传感系统、磁化装置和钢板缺陷的三维模型,进行钢板缺陷附近的磁场分布状态的数值仿真,得出了船用钢板磁化后的磁场分布状态,计算出缺陷与磁场分布之间的对应关系曲线,并对缺陷进行判断.检测实验结果证明有限元计算是可靠的.     

管道裂纹角度对漏磁检测信号的影响

为了有效检出油气管道的裂纹缺陷,研究了裂纹角度对检测信号的影响。基于管道漏磁内检测原理及麦克斯韦方程组,采用Comsol有限元仿真软件对管道外90°、67.5°、45°、22.5°、0°裂纹检测结构进行仿真分析;在永磁轴向励磁条件下,利用钢板进行针对裂纹角度问题的拖拉实验。结果表明:当磁化方向与裂纹垂直时,漏磁信号幅值最大;随着裂纹取向与磁化方向夹角的减小,漏磁信号幅值也相应减小,当裂纹角度与磁化方向小于30°时检测不到有效的漏磁信号。     

基于磁记忆检测的钻杆疲劳寿命评估

传统的疲劳寿命评估方法用于钻杆评估存在诸多困难。依据磁记忆检测技术的特点,提出了应力集中水平定量计算及评估方法;通过疲劳实验,得出了表面磁场强度法向分量变化梯度、应力集中磁效应系数与循环周次之间的关系曲线,实现了对钻杆疲劳寿命的初步评估。     

拉扭加载下疲劳裂纹扩展的试验研究

对航空材料LY12CZ进行了多种比例和非比例拉扭双轴加载下的疲劳试验。采用弹塑性有限元方法对缺口孔边的应力应变进行了分析,探讨疲劳裂纹扩展方向与孔边各应力和应变分量之间的关系。比较分析结果与试验数据得出比例加载下,疲劳裂纹基本上在垂直于最大主应变方向扩展。45°及90°非比例加载下,疲劳裂纹沿着最大剪应变平面扩展。     

应用AE和DIC原位监测含横纹裂纹木构件的裂纹演化规律试验研究

目的含横纹裂纹木构件的缺陷会使其在弯曲载荷下发生横纹断裂，研究含横纹裂纹木构件在载荷作用下微裂纹的萌生和扩展规律,对含横纹裂纹木构件断裂损伤的预判和评估具有重要的意义。方法以杉木为研究对象，基于声发射（AE）技术和数字图像相关法（DIC）对已预制横纹裂纹的木试件三点弯曲损伤过程进行了实时原位监测，采用声发射参数分析法研究了加载过程中微裂纹萌生和失稳扩展的声发射特征，同时结合裂尖区域的应变和位移变化信息分析木试件表面裂纹起裂和扩展的应变特征。结果含预制横纹裂纹木试件的损伤演变过程中的声发射和数字图像测量结果，所反映的微裂纹萌生、扩展规律一致，验证了声发射振铃计数、能量和幅度对裂纹损伤过程的预判。其中声发射振铃计数、能量、幅度可有效预报木试件微裂纹的萌生，木试件表面应变的变化可以有效观测裂纹萌生和扩展区域的演变。结论建立了木材微裂纹萌生、扩展行为与声发射参数和表面应变之间的对应关系，并成功地构建了基于声发射技术和数字图像相关法的原位监测含横纹裂纹木构件裂纹损伤演化的测量和评价体系，试验结果为进一步研究含横纹裂纹木构件裂纹演变行为的损伤机理和原位监测方法提供了参考依据。      

马铃薯播种机漏播检测与补种系统的设计与试验

针对勺链式马铃薯播种机作业过程漏播率较高的问题，提出“错位定位法”马铃薯漏播检测方法，并设计马铃薯漏播检测与补种系统。以ATmega2560单片机为核心，设计由永磁铁阵列、霍尔传感器、漫反射光电开关传感器组成的漏播检测系统；提出V型补种轨道导向与电磁铁击打结合的补种装置，试验测试马铃薯漏播检测与补种系统的性能。结果表明:马铃薯漏播检测系统的检测精度为96.54%；勺链运动速度为0.20~0.40 m/s和mos管通断时间为250 ms时，补种合格率>89.0%；击打棒形状为圆柱形、直径为30 mm、长度50 mm时，击打成功率为97.4%；当V型补种轨道张角和倾角分别为90°和30°时，补种合格率为95.33%，漏补率和堵塞率分别为1.0%和0.67%。该马铃薯漏播检测与补种系统可有效降低漏播率。     

白桦材LT型裂纹的演化与增长行为的研究

该文以白桦为研究对象,利用数字散斑相关技术对白桦LT型裂纹的演化与增长的力学行为进行了实验研究.记录了裂纹尖端局域场形变信息的散斑图像,经过相关运算得出裂纹尖端的位移场分布图,并对含有LT型裂纹的白桦断裂韧度进行了测定.研究结果表明,将数字散斑相关方法应用于白桦LT型裂纹的演化与增长行为的研究行之有效,可以直观再现其裂纹增长与断裂过程的力学特征.裂纹尖端附近有较大变形,应力集中明显.该试验测定的含有LT型裂纹的白桦试样断裂韧度为39.864 MPa·m1/2.     

管道漏磁检测三维探头试验

近年来,输油气管道内检测技术在我国得到了广泛应用,已成为管道运营者进行完整性管理必不可少的工具。但目前以一维探头为基础的漏磁内检测设备不能准确描述三维的漏磁场,很可能造成对缺陷检测精度和检测可靠性的缺失。为了提高缺陷检测能力和度量准确度,通过三维探头技术还原真实漏磁场情况,从而准确识别与度量管道缺陷。通过搭建静态试验平台,探索探头采集数据与缺陷形状的关系和提离对数据的影响,通过搭建动态试验平台,着重研究速度、提离值、剩磁等因素对漏磁场的影响。     

超声波检测混凝土梁工作应力状态研究

通过4根钢筋混凝土梁超声波检测试验,研究了三等分荷载下混凝土梁不同位置和不同应力对超声波声速的影响规律。在试验数据的基础上,拟合得出了混凝土梁构件的拉应力与声速关系曲线,与试验数据吻合较好,并给出系数表,为混凝土梁构件工作应力的检测和评价提供参考。     

楔型向错偶极子对界面裂纹尖端场的干涉

研究了材料中楔型向错偶极子与界面裂纹的弹性干涉效应.运用复变函数方法获得了复势函数和应力场的封闭形式解答,导出了界面裂纹尖端应力强度因子的解析表达式.讨论了向错偶极子的位置、方向和偶臂长度对界面裂纹尖端应力强度因子的屏蔽和反屏蔽效应.结果表明,向错偶极子靠近裂纹尖端时,对应力强度因子的屏蔽或反屏蔽作用非常强烈.向错偶极子的方向存在一个临界值使其对应力强度因子的屏蔽或反屏蔽效应最大.另外,偶臂长度和材料失配对应力强度因子的影响也很大.     

气吹式三七精密排种器充填性能的仿真与试验

【目的】为了满足三七Panax notoginseng的机械化种植需求,减少机械式清种过程中对种子造成的损伤,设计了一种适用于播种三七种子的气吹式精密排种器。【方法】确定了排种器的主要结构参数,并建立了清种过程中的力学模型。通过建立排种器内部流场模型,运用Fluent软件对不同清种风压条件下流场进行仿真分析,验证了清种风压范围。为了检验仿真确定的风压范围的可行性并寻求最佳工作参数组合,选取合格指数、漏播指数和重播指数作为试验指标,作业速度、种层高度、清种风压作为试验影响因素,采用正交试验方法,对排种器进行了台架试验研究。【结果】最优参数组合:作业速度为0.6 m/s、种层高度为90 mm、清种风压为0.5 kPa,此时试验合格指数为90.48,漏播指数为4.24,重播指数为5.28。【结论】该气吹式排种器能够满足三七的播种要求,为进行排种器的田间试验提供了参考。通过试验结果与之前仿真分析的过程对比,清种风压变化对于排种器充填性能的影响一致,验证了利用Fluent模拟确定清种风压的可行性。     

Grain separation loss monitoring system in combine harvester

Based on laboratory experimental results obtained with an axial threshing test-rig with tangential feeding, cumulative distribution functions of separated grain in axial and radial directions of threshing rotor were built. Based on the analysis of the relationship between grain separation loss and grain separation flux in an area under the concave, an indirect grain separation loss monitoring method is presented in this paper.Piezo-electric polyvinylidene fluoride (PVDF) film was selected as sensitive material to design a grain flux sensor. While grain and material-other-than-grain (MOG) separated in the monitoring area impact on piezo-electric PVDF films, different electric charges are generated. After signal progressing with a charge amplifier, frequency discrimination and wave shaping, the number of grain can be counted by a microcontroller (MCU) and the grain separation loss of combine harvester can be measured in real-time.Field test results indicated that the measurement errors of grain separation loss recorded by the monitoring system relative to the loss checked manually were less than 12%.     

基于堆积试验的玉米包衣种子离散元参数标定

为获得基于黏结颗粒模型（BPM）玉米包衣种子离散元仿真所需的精确接触参数，基于堆积试验对玉米包衣种子的仿真参数进行标定。对郑单958玉米包衣种子分类筛选后，通过激光扫描仪对轮廓较好的种子进行扫描，得到点云数据，并通过CATIA软件对点云数据进行处理，最终得到玉米种子仿真模型。设计Plackett-Burman试验，通过Isight软件的近似模型与DOE联合模块对试验结果进行分析，筛选出对堆积角影响显著的参数：玉米种子-玉米种子静摩擦系数、法向刚度与切向刚度。基于Isight软件RSM优化模块，根据Box-Behnken试验结果建立堆积角与显著性参数的二阶回归模型，得到参数的最佳组合：玉米种子-玉米种子静摩擦系数0.269、法向刚度2.54×10⁸ N·m^-3、切向刚度5.93×10⁷ N·m^-3。将标定参数仿真所得堆积角与真实试验值进行对比，二者相对误差为0.98%。上述结果表明，响应面分析可用于标定玉米包衣种子的离散元仿真参数，为玉米气力式排种器的结构设计与参数优化提供参考。     

Submicrometer ferromagnetic NOT gate and shift register

An all-metallic submicrometer device is demonstrated experimentally at room temperature that performs logical NOT operations on magnetic logic signals. When this two-terminal ferromagnetic structure is incorporated into a magnetic feedback loop, the junction performs a frequency division operation on an applied oscillating magnetic field. Up to 11 of these junctions are then directly linked together to create a magnetic shift register.     

Momentum Transport in Turbulent Flow between Concentric Rotating Cylinders

Apparent shear stress in turbulent flow between a stationary inner cylinder and a rotating outer cylinder is measured by computing radial flux of tangential momentum by use of velocities obtained from photographs of successive positions of marker particles assumed to represent the fluid motion. Values are consistent with total shear stress at the inner cylinder found by measuring the velocity gradient.     

Spin-polarized light-emitting diode based on an organic bipolar spin valve

The spin-polarized organic light-emitting diode (spin-OLED) has been a long-sought device within the field of organic spintronics. We designed, fabricated, and studied a spin-OLED with ferromagnetic electrodes that acts as a bipolar organic spin valve (OSV), based on a deuterated derivative of poly(phenylene-vinylene) with small hyperfine interaction. In the double-injection limit, the device shows ~1% spin valve magneto-electroluminescence (MEL) response, which follows the ferromagnetic electrode coercive fields and originates from the bipolar spin-polarized space charge-limited current. In stark contrast to the response properties of homopolar OSV devices, the MEL response in the double-injection device is practically independent of bias voltage, and its temperature dependence follows that of the ferromagnetic electrode magnetization. Our findings provide a pathway for organic displays controlled by external magnetic fields.     

均匀热流场中螺型位错与圆弧裂纹的相互作用

研究压电材料在均匀热流作用下螺型位错与圆弧裂纹的相互作用.综合运用复变函数分区全纯理论、解析函数奇性主部分析方法、解析延拓原理、Cauchy型积分以及Rie-mann边值问题求解方法,获得各复势函数之间的解析关系,进一步得到了特殊情况下所讨论问题的封闭解,并求解出像力随温度梯度和位错位置变化的表达式.数值分析结果表明,温度梯度越大,像力变化越明显.     

变压器铁心谐波磁通抑制技术 及其在工业整流中的应用

提出了一种基于感应滤波的变压器铁心谐波磁通抑制技术,以解决现有大功率整流系统谐波污染严重及变压器振动与噪音大等问题.对新型整流变压器及滤波装置进行了分析与设计,根据新型谐波屏蔽变压器的谐波抑制原理,从变压器铁心的谐波磁通抑制方面揭示了感应滤波技术在谐波抑制和降低变压器振动与噪音的本质及特点,提出一种通过判别谐波电压电流相位差是否趋近于零以实现滤波装置全调谐的方法,构建了一套新型工业直流供电系统.最后,通过对实际新型工业直流供电系统进行测量,结果表明了本文提出的新型直流供电系统具有良好的谐波抑制效果和大大降低变压器振动与噪音等优点.     

Ferromagnetic contamination in the lungs and other organs of the human body

Contaminating particles which are ferromagnetic have been found in the human body. Their distribution was measured by applying an external magnetic field to the torso for a short time, and then, in a shielded room, mapping the steady magnetic field around the torso due to the magnetized particles. Maps of subjects show various distributions, including particles in the stomach from food cans and in the lungs from are welding. The fields from these two sources are strong enough to be detected with a flux-gate magnetometer, without the need for a shielded room. This simplicity of detection of larger amounts of ferromagnetic contamination suggests that this method may be used in two applications: in detecting the presence of large amounts of asbestos (ferromagnetic and harmful) in the lungs of asbestos workers, and in tests of the condition of the lung where FE(3)O(4) dust (ferromagnetic and harmless) would be used as an inhaled tracer material.     

小型水稻联合收割机旋风分离清选试验

针对4LZ–0.8型小型水稻联合收割机在清选过程中存在的清选损失较大以及连续作业时湿物料易堵塞问题,对其分离清选装置进行了改进设计。改进后的装置由物料输送机构、扬谷器、旋风分离清选筒以及吸杂风机组成,去除了原有刮板抛送机构,在旋风分离筒中加装了半球体分离组件,改物料径向进入分离筒为切向进入。利用自制旋风分离清选试验台,以扬谷器转速、吸杂风机转速、分离组件距入口高度为试验因素,以谷粒清洁率和清选损失率为性能评价指标,运用回归分析方法建立了清选系统的数学模型,优化确定了最佳参数组合。试验结果表明:当扬谷器转速为1 133 r/min,吸杂风机转速为2 609 r/min,分离组件距入口高度为51 mm时,谷粒清洁率达到98.93%,清选损失率为0.035%。