上海市自然科学一等奖项目:给机械装备安上"火眼金睛"
东方网4月19日消息：飞机机翼、发电用的汽轮机的叶片等，因为恒久使用，往往有不少微小的损伤 。如果这些损伤能够在早期就被发明，并依此实时判定要害部件的使用期限，也许，许多类似马航MH370那样的悲剧就可以制止 。
华东理工大学项延训副教授领衔的“机械装备服役损伤的非线性超声导波评价原理和要领”项目，提供了一种全新的检测要领，比超声波更灵敏高效，还能据此判断机械装备的服役状态 。
灵敏高效的检测要领
B超能够穿透皮肤，“看”到肉眼不可见的病变 。为什么机械装备的损伤检测不继续用超声波呢？这就与非线性超声导波的特点有关啦 。
首先是灵敏度 。与超声波差别，非线性超声导波发射出去后，会爆发高倍频的谐波 。剖析这些谐波信号，研究者能够发明100微米以下的细小损伤 。非线性超声导波可谓明察秋毫 。而超声波呢，一般只能发明500微米以上的损伤 。在这个级别，检测要领已经较多 。
机械设备在周期性载荷作用（例如机翼的上下振动）或高温高压（例如发动机）情况下服役，蠕变孔洞和微小裂纹这样的早期损伤占其服役寿命的70%~80%以上 。一旦发明500微米以上的损伤，短时间内设备就要“报销” 。若没有发明，往往造成事故 。因此，检测要领的敏感度很是重要 。
其次是高效性 。古板超声波以逐点检测要领居多，而非线性超声导波能做到线状检测 。相关于一个个的点来组成图像，自然是“一扫一大片”的非线性超声导波效率更高 。
如同搪塞人类的癌症一样，早发明、早干预能够有效包管机械装备的“生命”宁静 。在这方面，灵敏高效的非线性超声导波具有强大的优势 。
三大立异推动理论到实践
非线性超声导波如此“能干”，为什么科学家想不到早点运用它呢？其实，早在上世纪90年代，已经有人开始研究 。可是由于导波保存多模式和色散性，科学界恒久以来普遍认为它不保存强烈的非线性效应，相关理论体系缺失 。
1996年，课题组成员邓明晰教授就开始了理论探索 。他首次从理论上证明超声导波非线性效应的保存，并在实验中视察到了其信号 。这就完成了“证明保存”的第一步 。
第二步就是探究非线性超声导波“有什么用”——剖析它如何引发出来、与检测质料的微损伤如何爆发作用 。2000年后，项延训等开始与邓教授相助 。他们针对铝合金、钛合金、奥氏体不锈钢等近10种金属质料做实验，改变发射频率、改装设备……终于发明微观组织演化是非线性导波变革的主导因素，构建了微组织与非线性导波相互作用的理论模型，剖析了两者之间的物理机制 。
第三步是了解“怎么用” �？翁庾�“系统建立了设备服役损伤、超声导波非线性参量、剩余寿命的映射关系”，即能够通过非线性超声导波检测设备的微损伤，推断出设备的服役状态及预测服役寿命 。他们不但构建了评价要领，还乐成开发了评价软件，能够实现机械损伤的定性、定量评价 。
他们的这项事情获得了海内外约55个课题组的引用和正面评价，尤其是非线性超声领域，国际上40多个课题组中90%都引用了他们的事情 �？翁庾樾剂讼喙芈畚�79篇，在国际三大应用物理杂志宣布的论文数占1999年以来该偏向论文总量的70%，他引510次 。
工业装备状态信息实时监测和自适应控制是智能制造的要害环节 。该项目团队为我国从工业大国向工业强国转化孝敬了自己的力量 。
来源:解放日报
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