基于PCI4732的高定位精度光声成像系统设计

为了研究光声成像技术对不同吸收体的成像性能,利用PCI4732和高精度旋转台RT-5-10,在Labview软件设计平台上开发了一套光声成像系统.系统由脉冲激光器、水浸探头和放大器等硬件组成,采集卡通过PCI总线与电脑连接.采用高分辨率滤波反投影重建算法对数据进行处理,得到较高对比度和分辨率的图像.分别采用2.25、5.00和10.00 MHz的超声探头对发丝进行试验,以验证系统的实用性.试验结果显示:采用5.00 MHz的探头比采用2.25和10.00 MHz的探头得到的发丝的图像更清晰,表明对于一定尺寸的吸收体,需要选择一定中心频率的探头,才能得到清晰的图像.      

声辐射阻抗传感器元件设计与声阻抗测量实验研究

声辐射抗阻是声优化设计中的关键设计变量,但目前尚未有成熟商用传感器面市,各种测量方法皆处于实验室研究阶段,文中根据前期研究所得的用可测量——声压表达的声辐射阻抗计算公式,选择了实验中用以近似点声源腔的扬声器和测量结构表面及扬声器内声压的声压传感器．设计了声辐射阻抗传感器,选取了信号采集设备并搭建了实验系统,用该套测量系统测量了无限大障板上圆形活塞的声辐射阻抗,对比了无限大障板上圆形活塞自点表面声阻实验值和解析解,结果表明在1～3kHz频段实验值和解析解非常接近,通过进一步改进低频段的性能后,可使用该装置对复杂结构表面辐射声阻进行测量．     

基于小区域跟踪的多晶硅视频检测系统

为实时测量多晶硅棒直径,研制了多晶硅棒径在线视频检测系统.该系统采用双相机成像的机器视觉方法实现目标硅棒的监测,采用左中右差分的图像分割技术提取目标,采用基于小区域的质心跟踪算法跟踪目标.系统标定后,可实时测量还原炉内多晶硅棒的直径.实验结果表明:该系统能检测微弱边缘,在直径为8~150 mm的范围内,测量精度高于工业视觉图像测量的要求.     

平坦海底界面上圆形平板的高频回声特性

用物理声学方法(Kirchhoff近似)结合镜像原理给出了计算界面附近目标声反射的方法.研究了泥砂类沉积物构成的平坦海底界面上不同倾斜角度的刚性圆形平板某一面在不同入射掠射角的高频回声特性.计算中考虑了圆形平板在某些倾斜角度存在的遮挡影响.结果表明,圆形平板垂直于海底界面时,在大部分掠射角范围内的目标强度最大.若要减小回波强度,则圆形平板应倾斜放置.     

DCP检测在改良土路堤填筑中的应用

DCP基本简介DCP是美国明尼苏达州公路系统用来量测路基土灌入深度的一种仪器,通常简称为贯入仪。其总重为20kg,包括落距为575mm的8kg重的落锤,2根mm的贯入钢杆,标尺以及与贯入钢杆底部相连的直径为20mm的圆锥头,     

基于改进Retinex的钢轨表面缺陷图像增强方法

机器视觉检测系统获取的钢轨图像因其光照不均、对比度低而导致缺陷特征难以识别.对此,提出了一种基于改进Retinex的钢轨图像增强方法.首先,将钢轨图像从RGB颜色空间转换到HSI颜色空间并单独提取亮度分量;然后,以双边滤波代替传统Retinex方法中的高斯卷积进行照射分量估计,同时提取反射分量;最后,通过对反射分量的局部非线性增强以及HSI逆变换,实现钢轨图像增强.实验结果表明:本文方法在提高缺陷与背景对比度的同时能有效减弱光照不均的干扰,钢轨图像增强后的信息熵和对比度指标均优于传统方法.     

切削参数对7075铝合金铣削性能影响仿真分析

通过热弹塑性变形有限元法,建立了7075铝合金铣削加工热力耦合三维有限元仿真模型,分析了各切削分力和切削温度随时间变化曲线,研究了不同切削参数对各切削分力和切削温度的影响规律.结果表明,在给定切削参数范围内,切削深度对各方向切削力均产生较大影响,其中,随着切削深度从0.1 mm增大到2.6 mm,吃刀抗力增加84.5 N,影响程度最大;主轴转速对各方向切削力影响较小,均在5 N以内;切削温度受每齿进给量影响最大,随着每齿进给量从0.005 mm/tooth增大到0.08 mm/tooth,切削温度从146℃增加到317℃,而切削深度对切削温度影响较小,在20℃范围内波动.     

弹簧钢脱碳层深度的无损检测

对脱碳层深度和弹簧钢件热处理前后尺寸变化关系进行了研究,利用所得关系提出一种对弹簧钢脱碳层深度进行无损检测的方法,从微观组织变化角度进行了理论研究,并通过弹簧钢试样的热处理实验进行了验证.结果表明：脱碳层深度和弹簧钢件热处理前后尺寸存在关系,脱碳层深度从0.1 mm增加到0.4 mm的过程中,弹簧钢试样直径增加了0.0545 mm.因此,由弹簧钢直径变化的数值能够间接地检测弹簧钢脱碳层深度,并运用该方法对60Si2MnA弹簧钢脱碳层深度进行无损检测.     

利用窄带信号分类选择宽带声成像信号探讨

讨论了利用现有对窄带信号的分类来选择需要的宽带信号类型的方法.通过对宽带成像模型的分析以及比较宽带模糊函数与窄带模糊函数的联系,指出在一定条件下,按照窄带模糊函数分类的信号其宽带模糊函数具有相似的形状,该方法可用于宽带声成像时对信号的选择,仿真结果表明该方法是一种比较系统的信号设计和选择方案.     

拉卜楞寺建筑物理环境技术

通过现场调查、测绘、实验测量等手段对拉卜楞寺寺院建筑的建筑声环境、建筑光环境、建筑热环境及建筑排水技术进行了系统的分析,阐述了拉卜楞寺寺院建筑在建筑物理环境技术方面的特征与成就,同时也为现代宗教建筑设计提供有益的参考.     

基于透明土技术的桩后土拱效应特征分析

为研究圆桩后土拱效应的特征及演化过程，从细观角度开展了基于透明土技术的桩土相互作用试验研究. 首先开展了透明土配比试验，获取物理力学性质适宜的土体；其次设计了试验系统并得到透明土与桩相互作用的散斑场图像；最后通过particle image velocimetry （PIV）技术分析得到位移矢量图，进一步分析得到透明土位移变化规律. 研究结果表明:通过位移矢量图可以得到圆桩作用下土体运动趋势及土颗粒的位移特征，并可进一步解译得到位移等值线构成的拱形结构，即桩后土拱结构，呈现出抛物线形，其范围与桩径、桩间距及深度有相关性；桩径越大，土拱区域越大，桩径30 mm时，土拱高达100 mm，桩土相互作用的影响范围越大；桩间距越大拱高最大值越大，桩间距80 mm时，土拱高也达100 mm；不同深度下土拱拱高在变化趋势上有较大的相似性，深度越深，土拱的最大拱高越小，深度50 mm时，拱高60 mm；通过拟合公式得到，土拱最大拱高沿桩身方向从桩顶至桩底呈逐渐减小趋势，同时随土体位移增加，表现出先增大，后趋于一稳定值的特征，其稳定值的大小与桩径呈正相关、桩间距呈正相关及深度呈负相关.      

Numerical simulation of defect inspection using electromagnetically stimulated thermography

The feasibility of electromagnetically stimulated thermography non-destructive testing (NDT) for the detection of defects in metallic conductive materials has been carried out by finite element analysis. Aluminum plates with defects of different diameters, depths, locations, shapes and orientation with respect to eddy current are numerically investigated. ANSYS software is used to solve the coupled electromagnetic and temperature field equations. The peak temperatures on the top surface of circular defects with different diameters and depths are calculated at varying excitation frequencies. It is demonstrated that the obtained temperature inreases with increase of the defect diameter and decrease of its depth. The dependence of the temperature over the top surface of the defect on its location and orientation is also presented. The results indicate that we can detect the subsurface defect and estimate its depth and location by choosing a suitable coil-specimen configuration.     

基于有限元分析的宽带动力吸振器技术研究

研究了不同自由度的动力吸振器的吸振效果，以有限元分析软件为平台，以悬臂梁为多自由度主系统的典型代表，通过分析节点的强迫振动位移和辐射噪声场中场点的声压级两个方面，研究了动力吸振器自由度数和其吸振带宽之间的关系，研究表明动力吸振器的自由度数越高，吸振带宽越大．     

Multi-element ultrasound phased array applicator for the ablation of deep-seated tissue

High-intensity focused ultrasound (HIFU) has attracted increasing interests as a promising noninvasive modality for the treatment of deep tumors in the thoracic and abdominal cavity. A 90-element HIFU spherical phased array applicator operated at 1MHz has been developed for deep tissue ablation. The spherical array with a 5 cm wide central hole has a 21 cm diameter and an 18 cm radius of curvature. Annular element distribution with unequal element spacing is used to reduce the number of elements. The array is constructed with piezoelectric lead zirconate titanate (PZT-8) circular elements that are 1.4 cm in diameter and have a wall with thickness of 0.2 cm. The array offers an effective ablating depth of at least 8 cm in the tissue for both simulations and ex vivo experiments. The simulations demonstrate that the developed array can steer the focus with good quality of intensity distributions up to 6mm off center over ranges from 17 to 21 cm when the water depth is set at 11 cm. We also present the beam focusing capability in deep tissue through a series of ex vivo experiments by measuring discoloration areas after sonications. These results indicate that the developed array is ideal for the ablation of deep-seated tissue.     

前驱物尺寸和形貌对纳米ZnO的影响

以Zn(NO3)2和CO(NH2)2为主要原料，用均匀沉淀法制备了不同粒径的纳米ZnO．通过控制沉淀反应的工艺参数，可得到不同尺寸的条状和片状前驱物；再通过调控焙烧条件，可得到不同尺寸的球状、网状和棒状纳米ZnO．用TEM及XRD等方法对前驱物及纳米产物进行表征和研究，结果表明，纳米ZnO的形貌和尺寸在很大程度上取决于前驱物的形貌和尺寸．     

基于沥青路面结构力学行为的车辙深度控制标准

为了进一步规范沥青路面车辙深度的控制标准, 研究了车辙深度对路面结构的影响; 考虑车辙断面特征, 建立了车辆跨越车辙时的动荷载计算模型, 并以冲击系数量化了车辆对路面结构的冲击效应; 通过数值仿真研究了车辆荷载作用下路面结构的内部损伤, 探索了不同车辙深度下路面使用性能的衰减规律。研究结果表明: 车辙深度对路面结构的冲击效应不可忽视, 冲击系数随着车辙加深线性增加, 基于冲击效应的车辙深度应不大于11 mm; 沥青混合料层的最大拉应变位于上面层层底, 与车辙深度正相关, 中面层和下面层的拉应变与车辙深度负相关, 但应变水平显著低于上面层, 基于面层弯拉破坏的车辙深度应不大于15 mm; 最大剪应力出现在上面层层底, 随着车辙深度的增加缓慢增大; 车辙深度处于5~10 mm, 各面层的剪应力整体变化较小, 当其从10 mm增加到25 mm时, 上面层0~1 cm深度处的剪应力增加了14.5%, 增速明显超过中面层和下面层剪应力的减小速度, 基于面层剪切破坏的车辙深度应不大于10 mm; 车辙深度对无机结合料稳定层拉应力的影响不大; 车辙深度超过15 mm后应关注路基顶面压应变的变化, 防止路基出现大的变形。      

钢棒加强式轨枕道床的纵横向阻力试验研究

为了探究钢棒加强式轨枕的纵横向阻力机理、分担以及钢棒插入深度和砟肩宽度的影响规律，为川藏铁路长大坡道韧性和稳定性增强提供新方法，通过进行一系列纵横向阻力试验得到了钢棒加强式轨枕纵横向阻力的总体特性和分担情况；通过改变钢棒插入深度和砟肩宽度探究了两者对钢棒加强式轨枕纵横向阻力的影响规律. 结果表明:与普通轨枕相比，钢棒加强式轨枕的纵横向阻力都有提高，当砟肩宽度为500 mm，堆高为0，钢棒插入深度为400 mm时，钢棒加强式轨枕纵横向阻力比肩宽为500 mm、堆高为150 mm条件下普通轨枕分别高39.2%和53.7%，枕底部分横向阻力分担比普通轨枕提升8%，纵向阻力提升26%；钢棒插入深度对道床阻力影响较大，在砟肩宽度为500 mm、堆高为0 时，插入深度由100 mm变至400 mm，相较于普通轨枕肩宽为500 mm、堆高为150 mm的工况，纵向阻力增幅由5.1%变至39.2%，横向阻力增幅由6.1%变至53.7%；砟肩宽度变化时，纵向阻力变化较小，横向阻力变化较大.      

脱碳深度对60Si2CrVAT弹簧钢疲劳性能的影响

研究了60Si2CrVAT弹簧钢在不同加热温度、保温时间下的脱碳行为及其对疲劳性能的影响．结果表明,脱碳层厚度随着加热温度的升高、保温时间的延长而增加．淬火温度为860℃,保温时间为40min时,脱碳层深度为0．06mm,保温时间延长至640min,脱碳层深度增加到0．30mm,对中18him的60Si2CrVAT弹簧钢试样,在淬火温度为860℃、脱碳层深度达到0．2mm时,疲劳寿命才明显降低．     

复合材料带孔板孔形与铺层优化设计

为提高复合材料带孔板的承载能力,对其孔形和铺层进行优化; 基于损伤力学模型建立了复合材料带孔板的仿真分析模型,并验证了其仿真精度; 选用圆孔、三角孔、方孔3种孔形的复合材料板,分别进行了仅孔形优化、仅铺层优化、先孔形优化后铺层优化、先铺层优化后孔形优化4种优化方案,对不同方案优化后的复合材料带孔板进行失效分析。分析结果表明:仅铺层优化对不同孔形复合材料板的失效载荷提升效果(7.6%~13.4%)明显大于仅孔形优化(2.0%~2.9%),仅孔形优化对三角孔带孔板失效载荷提升幅度最大,仅铺层优化对圆孔带孔板失效载荷提升幅度最大; 同时采用孔形优化和铺层优化对失效载荷的提升效果明显优于单一优化方法,其中先孔形优化后铺层优化方法对不同孔形复合材料板的失效载荷提升幅度最大(11.6%~15.6%); 铺层优化和孔形优化的先后顺序对圆孔带孔板影响最大(相差3.5%),对三角孔和方孔带孔板影响相对较小; 3种孔形的带孔板中,圆孔带孔板优化后失效载荷提升幅度最大(15.6%),在实际应用中圆孔带孔板的性能相对较好,且稳定。