發(fā)布日期：2016-04-19 09:51:00  ｜  關(guān)注：

      東方網(wǎng)4月19日消息：飛機(jī)機(jī)翼,、發(fā)電用的汽輪機(jī)的葉片等，因?yàn)殚L(zhǎng)期使用,，往往有不少微小的損傷,。如果這些損傷能夠在早期就被發(fā)現(xiàn)，并依此及時(shí)判定關(guān)鍵部件的使用期限,，也許,，很多類(lèi)似馬航MH370那樣的悲劇就可以避免。
　　華東理工大學(xué)項(xiàng)延訓(xùn)副教授領(lǐng)銜的“機(jī)械裝備服役損傷的非線(xiàn)性超聲導(dǎo)波評(píng)價(jià)原理和方法”項(xiàng)目,，提供了一種全新的檢測(cè)方法,，比超聲波更靈敏高效，還能據(jù)此判斷機(jī)械裝備的服役狀態(tài),。
　　靈敏高效的檢測(cè)方法
　　B超能夠穿透皮膚,，“看”到肉眼不可見(jiàn)的病變。為什么機(jī)械裝備的損傷檢測(cè)不繼續(xù)用超聲波呢,？這就與非線(xiàn)性超聲導(dǎo)波的特點(diǎn)有關(guān)啦,。
　　首先是靈敏度。與超聲波不同,，非線(xiàn)性超聲導(dǎo)波發(fā)射出去后,，會(huì)產(chǎn)生高倍頻的諧波。分析這些諧波信號(hào),，研究者能夠發(fā)現(xiàn)100微米以下的細(xì)小損傷,。非線(xiàn)性超聲導(dǎo)波可謂明察秋毫。而超聲波呢,，一般只能發(fā)現(xiàn)500微米以上的損傷,。在這個(gè)級(jí)別，檢測(cè)方法已經(jīng)較多,。
　　機(jī)械設(shè)備在周期性載荷作用（例如機(jī)翼的上下振動(dòng)）或高溫高壓（例如發(fā)動(dòng)機(jī)）環(huán)境下服役,，蠕變孔洞和微小裂紋這樣的早期損傷占其服役壽命的70%~80%以上。一旦發(fā)現(xiàn)500微米以上的損傷,，短時(shí)間內(nèi)設(shè)備就要“報(bào)銷(xiāo)”,。若沒(méi)有發(fā)現(xiàn)，往往造成事故。因此,，檢測(cè)方法的敏感度非常重要,。
　　其次是高效性。傳統(tǒng)超聲波以逐點(diǎn)檢測(cè)方法居多,，而非線(xiàn)性超聲導(dǎo)波能做到線(xiàn)狀檢測(cè),。相對(duì)于一個(gè)個(gè)的點(diǎn)來(lái)構(gòu)成圖像，自然是“一掃一大片”的非線(xiàn)性超聲導(dǎo)波效率更高,。
　　如同對(duì)付人類(lèi)的癌癥一樣,，早發(fā)現(xiàn)、早干預(yù)能夠有效保證機(jī)械裝備的“生命”安全,。在這方面,，靈敏高效的非線(xiàn)性超聲導(dǎo)波具有強(qiáng)大的優(yōu)勢(shì)。
　　三大創(chuàng)新推動(dòng)理論到實(shí)踐
　　非線(xiàn)性超聲導(dǎo)波如此“能干”,，為什么科學(xué)家想不到早點(diǎn)運(yùn)用它呢,？其實(shí)，早在上世紀(jì)90年代,，已經(jīng)有人開(kāi)始研究,。但是由于導(dǎo)波存在多模式和色散性，科學(xué)界長(zhǎng)期以來(lái)普遍認(rèn)為它不存在強(qiáng)烈的非線(xiàn)性效應(yīng),，相關(guān)理論體系缺失,。
　　1996年，課題組成員鄧明晰教授就開(kāi)始了理論探索,。他首次從理論上證明超聲導(dǎo)波非線(xiàn)性效應(yīng)的存在,，并在實(shí)驗(yàn)中觀(guān)察到了其信號(hào)。這就完成了“證明存在”的第一步,。
　　第二步就是探究非線(xiàn)性超聲導(dǎo)波“有什么用”——闡明它如何激發(fā)出來(lái),、與檢測(cè)材料的微損傷如何發(fā)生作用。2000年后,，項(xiàng)延訓(xùn)等開(kāi)始與鄧教授合作,。他們針對(duì)鋁合金、鈦合金,、奧氏體不銹鋼等近10種金屬材料做實(shí)驗(yàn),，改變發(fā)射頻率、改裝設(shè)備……終于發(fā)現(xiàn)微觀(guān)組織演化是非線(xiàn)性導(dǎo)波變化的主導(dǎo)因素,，構(gòu)建了微組織與非線(xiàn)性導(dǎo)波相互作用的理論模型,，闡明了兩者之間的物理機(jī)制,。
　　第三步是了解“怎么用”,。課題組“系統(tǒng)建立了設(shè)備服役損傷、超聲導(dǎo)波非線(xiàn)性參量、剩余壽命的映射關(guān)系”,，即能夠通過(guò)非線(xiàn)性超聲導(dǎo)波檢測(cè)設(shè)備的微損傷,，推斷出設(shè)備的服役狀態(tài)及預(yù)測(cè)服役壽命。他們不僅構(gòu)建了評(píng)價(jià)方法,，還成功開(kāi)發(fā)了評(píng)價(jià)軟件,，能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)械損傷的定性、定量評(píng)價(jià),。
　　他們的這項(xiàng)工作得到了國(guó)內(nèi)外約55個(gè)課題組的引用和正面評(píng)價(jià),，尤其是非線(xiàn)性超聲領(lǐng)域，國(guó)際上40多個(gè)課題組中90%都引用了他們的工作,。課題組發(fā)表了相關(guān)論文79篇,，在國(guó)際三大應(yīng)用物理雜志發(fā)表的論文數(shù)占1999年以來(lái)該方向論文總量的70%，他引510次,。
　　工業(yè)裝備狀態(tài)信息實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和自適應(yīng)控制是智能制造的關(guān)鍵環(huán)節(jié),。該項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)為我國(guó)從工業(yè)大國(guó)向工業(yè)強(qiáng)國(guó)轉(zhuǎn)化貢獻(xiàn)了自己的力量。