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),。
　　靈敏高效的檢測方法
　　B超能夠穿透皮膚，“看”到肉眼不可見的病變,。為什么機(jī)械裝備的損傷檢測不繼續(xù)用超聲波呢,？這就與非線性超聲導(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”,。若沒有發(fā)現(xiàn)，往往造成事故,。因此,，檢測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)檢測方法居多,，而非線性超聲導(dǎo)波能做到線狀檢測。相對(duì)于一個(gè)個(gè)的點(diǎn)來構(gòu)成圖像,，自然是“一掃一大片”的非線性超聲導(dǎo)波效率更高,。
　　如同對(duì)付人類的癌癥一樣，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，靈敏高效的非線性超聲導(dǎo)波具有強(qiáng)大的優(yōu)勢,。
　　三大創(chuàng)新推動(dòng)理論到實(shí)踐
　　非線性超聲導(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)有人開始研究。但是由于導(dǎo)波存在多模式和色散性,，科學(xué)界長期以來普遍認(rèn)為它不存在強(qiáng)烈的非線性效應(yīng),，相關(guān)理論體系缺失。
　　1996年,，課題組成員鄧明晰教授就開始了理論探索。他首次從理論上證明超聲導(dǎo)波非線性效應(yīng)的存在,，并在實(shí)驗(yàn)中觀察到了其信號(hào),。這就完成了“證明存在”的第一步。
　　第二步就是探究非線性超聲導(dǎo)波“有什么用”——闡明它如何激發(fā)出來,、與檢測材料的微損傷如何發(fā)生作用,。2000年后，項(xiàng)延訓(xùn)等開始與鄧教授合作,。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)微觀組織演化是非線性導(dǎo)波變化的主導(dǎo)因素,，構(gòu)建了微組織與非線性導(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)波非線性參量,、剩余壽命的映射關(guān)系”,，即能夠通過非線性超聲導(dǎo)波檢測設(shè)備的微損傷，推斷出設(shè)備的服役狀態(tài)及預(yù)測服役壽命,。他們不僅構(gòu)建了評(píng)價(jià)方法,，還成功開發(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)，尤其是非線性超聲領(lǐng)域,，國際上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，在國際三大應(yīng)用物理雜志發(fā)表的論文數(shù)占1999年以來該方向論文總量的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)為我國從工業(yè)大國向工業(yè)強(qiáng)國轉(zhuǎn)化貢獻(xiàn)了自己的力量,。