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超声导波检测技术的发展、应用与挑战 被引量:127
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作者 何存富 郑明方 +7 位作者 吕炎 邓鹏 赵华民 刘秀成 宋国荣 刘增华 焦敬品 吴斌 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第8期1713-1735,共23页
回顾了近三十年的超声导波技术发展及应用,阐述了导波的频散现象及其求解方法,深入分析了导波激励的力学加载原理和模态选择原则。论述了导波的传感激励方法与装置,并比较了各种激励接收方法的特点与应用场合。对超声导波在板类、管类... 回顾了近三十年的超声导波技术发展及应用,阐述了导波的频散现象及其求解方法,深入分析了导波激励的力学加载原理和模态选择原则。论述了导波的传感激励方法与装置,并比较了各种激励接收方法的特点与应用场合。对超声导波在板类、管类和复合材料中的应用进行了评述,并从提高缺陷检测能力的角度,介绍了时间反转法和相控阵法在超声导波技术中的应用。最后总结了当前导波技术面临的机遇与挑战。 展开更多
关键词 超声导波 无损检测 频散 时间反转 相控阵 模态 缺陷
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L(0,2)模态导波检测弯管缺陷的数值模拟和实验研究 被引量:16
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作者 罗更生 谭建平 +1 位作者 卢超 郑明方 《中南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第9期3029-3036,共8页
针对低频超声导波纵向模态L(0,2)在弯管中传播的复杂性和对弯头典型部位缺陷检测的难度,目前尚未深入研究该模态在弯管处传播的能量分布特性和弯头拱背处典型缺陷的检测。采用数值模拟法分析L(0,2)模态在5种不同曲率半径钢制弯管中的传... 针对低频超声导波纵向模态L(0,2)在弯管中传播的复杂性和对弯头典型部位缺陷检测的难度,目前尚未深入研究该模态在弯管处传播的能量分布特性和弯头拱背处典型缺陷的检测。采用数值模拟法分析L(0,2)模态在5种不同曲率半径钢制弯管中的传播特性,从波场快照研究信号能量分布变化,从时域波形研究模态转换;采用实验研究8根不同弯管弯头拱背外侧和内侧环向缺陷、过弯头后直管段缺陷的检测,对比分析L(0,2)模态的缺陷检出能力和模态转换特性。研究结果表明:L(0,2)模态经过弯管时,在弯头拱背外侧发生能量聚焦,该部位缺陷容易检出;在弯头拱背内侧发生信号衰减,导致该部位缺陷易漏检;过弯头以及弯头后直管段缺陷后均发生明显波形转换。研究结论为管道超声导波检测工程应用提供理论指导。 展开更多
关键词 低频超声导波 L(0 2)模态 钢制弯管 波场快照 环向缺陷 模态转换
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基于PZT的新型柔性梳状表面波传感器研究 被引量:5
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作者 何存富 赵华民 +1 位作者 吕炎 郑明方 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第7期1675-1682,共8页
针对厚壁管道表面缺陷检测,研究了一种基于PZT的柔性梳状表面波传感器。首先,采用有限元仿真的方法对钢板和厚壁管道上等间距梳状表面波传感器的阵元间距、阵元宽度、阵元个数、阵元长度进行了优化,以及阵元个数和阵元长度对传感器指向... 针对厚壁管道表面缺陷检测,研究了一种基于PZT的柔性梳状表面波传感器。首先,采用有限元仿真的方法对钢板和厚壁管道上等间距梳状表面波传感器的阵元间距、阵元宽度、阵元个数、阵元长度进行了优化,以及阵元个数和阵元长度对传感器指向性的影响进行了研究,并通过优化选取背衬材料、设计背衬厚度,改善了表面波信号的拖尾现象;其次,根据仿真结果研制了新型柔性梳状表面波传感器,并进行了性能测试实验,实验结果与仿真结果吻合较好。通过仿真优化,得到当传感器阵元间距为λ_R(λ_R为相应表面波波长),阵元宽度为λ_R/2,阵元个数为5时,传感器表面波信号拖尾较小,能量较为集中。实验表明,根据仿真参数研制的梳状表面波传感器具有良好的指向性,并且能够实现厚壁管道表面缺陷的检测。 展开更多
关键词 表面波 柔性梳状传感器 有限元方法
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黏接结构中超声波的能量反射与透射特性 被引量:1
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作者 丁俊才 吴斌 +2 位作者 何存富 郑明方 张学聪 《北京工业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第3期329-337,共9页
针对黏接结构中超声波的能量反射与透射机理问题,研究了板状黏接结构界面为理想连接时,纵波以不同角度入射下的声波与界面的相互作用.分析了入射角度、频厚积对声波能量反射与透射特性的影响.结果表明:当纵波垂直入射时,不发生波型转换... 针对黏接结构中超声波的能量反射与透射机理问题,研究了板状黏接结构界面为理想连接时,纵波以不同角度入射下的声波与界面的相互作用.分析了入射角度、频厚积对声波能量反射与透射特性的影响.结果表明:当纵波垂直入射时,不发生波型转换;随着频厚积的增大,纵波的能量反射与透射系数曲线出现明显的周期性谐振.当纵波倾斜入射时,波型转换会发生;随着频厚积的增大,纵波与横波的能量反射与透射系数无周期性谐振现象.当入射角小于90°时,纵波的位移势反射系数始终大于能量反射系数,而横波的位移势反射系数与能量反射系数曲线随着角度的增大会出现交叉. 展开更多
关键词 黏接结构 透射系数 能量反射 谐振频率
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特殊几何构件超声衍射时差法技术有限元模拟 被引量:1
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作者 戴翔 卢超 郑明方 《应用声学》 CSCD 北大核心 2014年第5期446-452,共7页
衍射时差法(Time of flight diffraction,TOFD)技术是一种能够探测和精确测量缺陷尺寸的新型超声无损检测方法,针对该检测方法具有缺陷检出率高、缺陷定位定量精度高等优点。本文采用商业有限元软件ABAQUS,对汽包筒体与球形封头不等厚... 衍射时差法(Time of flight diffraction,TOFD)技术是一种能够探测和精确测量缺陷尺寸的新型超声无损检测方法,针对该检测方法具有缺陷检出率高、缺陷定位定量精度高等优点。本文采用商业有限元软件ABAQUS,对汽包筒体与球形封头不等厚对接和超高压水晶釜两种特殊几何构件进行了超声TOFD技术的二维数值模拟研究,分析了超声波在这两种构件中的传播特性和规律。经分析从构件表面不同位置接收到的波型,当构件中存在损伤时,通过接收损伤所引起的衍射波,可判断构件中是否存在缺陷。模拟结果表明能够将超声TOFD技术应用于这两种特殊结构的压力容器构件,可扩大超声TOFD技术的应用范围。 展开更多
关键词 特殊几何构件 超声衍射时差法 有限元模拟 压力容器
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聚脲防腐管道中超声导波的缺陷检测研究 被引量:1
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作者 梁灏然 武静 +3 位作者 刘锋 郑明方 刘仲铭 马宏伟 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期296-304,共9页
聚脲涂料作为近些年发展起来的新型防腐材料,现已广泛应用于管道内外壁的防腐保护。为了克服传统超声波检测效率低的短板,提出了超声导波检测技术对聚脲防腐管道中裂纹损伤的检测应用设想,利用数值仿真的方式对此展开研究。通过分析聚... 聚脲涂料作为近些年发展起来的新型防腐材料,现已广泛应用于管道内外壁的防腐保护。为了克服传统超声波检测效率低的短板,提出了超声导波检测技术对聚脲防腐管道中裂纹损伤的检测应用设想,利用数值仿真的方式对此展开研究。通过分析聚脲防腐管道的解析模型,借助有限元分析软件Abaqus,建立黏弹性-弹性复合材料的三维圆柱模型,并模拟不同激励频率下L(0,2)模态导波在其中的传播状态。结合频散和衰减特性两方面的研究,获取优化的激励频率,并对聚脲防腐管道进行不同类型缺陷检测的仿真分析和实验验证。研究结果表明,数值仿真结果与实验验证基本吻合,说明了超声导波对聚脲防腐管道的缺陷检测方法有效,同时也可实现对缺陷定位分析。 展开更多
关键词 超声导波 聚脲防腐管道 数值仿真 优化频率 缺陷检测
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加氢裂化反应器数学模型的研究 被引量:4
7
作者 郑明方 李瑾 张素贞 《石油化工自动化》 CAS 1998年第4期31-34,42,共5页
以年产80万吨催化加氢反应装量为背景,针对反应机理和产品结构,建立了以输出产品分类集总的加氢裂化反应器六集总模型,并分别对静态和动态模型进行了仿真研究,且用实测数据进行了验证。
关键词 加氢裂化 反应器 数学模型 重质油
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基于智能比例算法的实验电炉温度控制系统 被引量:2
8
作者 郑明方 杨长春 朱正伟 《自动化仪表》 CAS 北大核心 2004年第4期57-58,共2页
关键词 实验电炉 温度控制系统 智能比例控制算法 PID调节 比例控制
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燃煤锅炉水位神经元网络优化控制 被引量:8
9
作者 郑明方 肖立川 +1 位作者 薛国新 吕四维 《煤矿自动化》 北大核心 2001年第6期1-3,共3页
根据大型汽包锅炉的特点 ,提出了一种燃煤锅炉水位神经元网络优化控制方法。给出了作为模型预估器的神经网络GA -BP算法流程及GA算法实现 ,提出了最优控制指标选择原则及控制指标表达式。经计算机对某电厂 2 0 0MW机组汽包锅炉的工业对... 根据大型汽包锅炉的特点 ,提出了一种燃煤锅炉水位神经元网络优化控制方法。给出了作为模型预估器的神经网络GA -BP算法流程及GA算法实现 ,提出了最优控制指标选择原则及控制指标表达式。经计算机对某电厂 2 0 0MW机组汽包锅炉的工业对象进行仿真研究表明 ,该控制方法具有良好的抗干扰能力。 展开更多
关键词 锅炉 神经网络 液位控制
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厚壁管道轴向裂纹对C-SH_(0)模态反射特性的影响 被引量:2
10
作者 赵华民 郑明方 《无损检测》 CAS 2021年第4期40-45,共6页
采用有限元方法分析了激励信号的中心频率、轴向裂纹长度、缺陷深度和缺陷位置对周向超声导波反射的影响。利用时域反射系数R评价了轴向裂纹反射回波强度随缺陷尺寸和中心频率的变化趋势。对于一定尺寸的非贯通轴向裂纹,当中心频率从55... 采用有限元方法分析了激励信号的中心频率、轴向裂纹长度、缺陷深度和缺陷位置对周向超声导波反射的影响。利用时域反射系数R评价了轴向裂纹反射回波强度随缺陷尺寸和中心频率的变化趋势。对于一定尺寸的非贯通轴向裂纹,当中心频率从55kHz增加到110kHz时,周向水平剪切模态(C-SH_(0))的R略有增加。在给定的中心频率下,随着裂纹长度的增加,R先增大后减小,再进入振荡区,最后趋于稳定。因此,得出C-SH_(0)模态对内部缺陷和外部缺陷具有相同的敏感性的结论。最后确定了不同轴向范围内R的最大值和最小值,可用于缺陷尺寸的定量分析。 展开更多
关键词 厚壁管道 周向导波 反射系数 轴向裂纹
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加氢裂化反应器简化控制数学模型的研究 被引量:1
11
作者 郑明方 李瑾 张素贞 《江苏石油化工学院学报》 1998年第2期23-25,共3页
以某厂年产80万吨加氢裂化反应器为背景,在其已建静态机理模型的基础上,采用正交设计方法获取模型特性数据,并从模型的准确性考虑,采用三因子──二水平的方法进行安排,采用L8(27)实验安排,模拟反应器的运行,得到实验数... 以某厂年产80万吨加氢裂化反应器为背景,在其已建静态机理模型的基础上,采用正交设计方法获取模型特性数据,并从模型的准确性考虑,采用三因子──二水平的方法进行安排,采用L8(27)实验安排,模拟反应器的运行,得到实验数据,并用多元非线性逐步回归的方法,对因子实验设计模拟结果进行回归,求得加氢裂化反应器简化控制数学模型.最后以生产现场的实测数据对该简化控制数学模型进行了验证,验证结果表明,该模型有较高的近似精度。 展开更多
关键词 加氢裂化 模型 反应器 简化控制 石油炼制
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基于神经网络的加氢反应器温度优化控制
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作者 郑明方 史国栋 +1 位作者 薛国新 王洪元 《计算机仿真》 CSCD 2002年第6期44-45,64,共3页
根据加氢反应器的特点 ,提出了一种加氢反应器出口温度神经元网络优化控制方法。给出了作为模型预估器的神经网络GA—BP算法流程及GA算法实现 ,提出了最优控制指标选择原则及控制指标表达式。经计算机对四床层一段加氢裂化装置进行仿真... 根据加氢反应器的特点 ,提出了一种加氢反应器出口温度神经元网络优化控制方法。给出了作为模型预估器的神经网络GA—BP算法流程及GA算法实现 ,提出了最优控制指标选择原则及控制指标表达式。经计算机对四床层一段加氢裂化装置进行仿真研究表明 ,该控制方法具有良好的跟踪性能及抗干扰能力。 展开更多
关键词 神经网络 加氢反应器 温度优化控制 计算机仿真 石油
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燃煤锅炉过热蒸汽温度模糊PI控制系统的研究 被引量:5
13
作者 郑明方 《工矿自动化》 北大核心 2006年第6期19-21,共3页
锅炉过热汽温具有大惯性、大滞后的特点,并且动态特性随机组负载变化而变化,运行过程中扰动多、难控制。文章针对这种情况,研究了Fuzzy-PI复合控制算法,并针对某火电厂燃煤锅炉过热蒸汽温度进行了仿真研究。在分析蒸汽温度系统工作过程... 锅炉过热汽温具有大惯性、大滞后的特点,并且动态特性随机组负载变化而变化,运行过程中扰动多、难控制。文章针对这种情况,研究了Fuzzy-PI复合控制算法,并针对某火电厂燃煤锅炉过热蒸汽温度进行了仿真研究。在分析蒸汽温度系统工作过程、调节对象及其动态特性的基础上,构建了系统的结构模型;在对火电厂过热汽温控制对象特点分析的基础上,保留串级控制抗内扰的性能,结合模糊控制动态特性好的特点,提出了一种复合模糊串级控制设计方法。该方法综合了模糊控制和PI控制的优点,增强了系统的鲁棒性,仿真研究结果也证明该方法有效。 展开更多
关键词 燃煤锅炉 过热汽温 模糊控制 PI控制
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精馏塔神经元网络推断控制 被引量:2
14
作者 郑明方 眭帷红 《石油化工高等学校学报》 EI CAS 2001年第4期71-73,共3页
精馏塔馏出物产品的质量控制是精馏过程中非常重要的一部分 ,根据精馏塔的特点 ,提出了一种精馏塔产品质量神经网络推断控制方法。为了增加控制的精度 ,采用神经元网络作为模型预估器。首先给出了作为模型预估器的RBF神经元网络结构及... 精馏塔馏出物产品的质量控制是精馏过程中非常重要的一部分 ,根据精馏塔的特点 ,提出了一种精馏塔产品质量神经网络推断控制方法。为了增加控制的精度 ,采用神经元网络作为模型预估器。首先给出了作为模型预估器的RBF神经元网络结构及算法实现 ,隐层节点的作用函数采用高斯核函数 ,采用K -均值聚类算法 ,调整中心 ,利用递推最小二乘 ,求取输出层的权值 ;然后 ,给出了精馏塔产品质量神经网络推断控制框图 ,并以某 16块塔板精馏塔作为仿真对象 ,对系统进行仿真研究 ,结果表明 ,在进料成分改变时 。 展开更多
关键词 精馏塔 神经元网络 馏出物 质量控制
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加氢精制数学模型 被引量:1
15
作者 郑明方 张素贞 李瑾 《兰化科技》 1998年第3期135-137,共3页
以年产80万t原油加氢裂化的催化加氢反应为背景,从机理出发,建立了该反应器的加氢精制数学模型。并由该模型计算出反应器各床层的脱硫率、脱氮率以及各反应床层的温度,并用生产实测数据进行了验证。
关键词 加氢精制 模型 数字模型 原油
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加氢裂化数学模型的研究 被引量:1
16
作者 郑明方 《石油化工高等学校学报》 EI CAS 2000年第1期38-40,共3页
以某炼油厂年产80×105t催化加氢反应为背景,从反应机理出发,根据集总的原则,以结构和馏程进行集总。纵向,按沸程间隔进行分程;横向,分别以芳烃、环烷、烷烃进行集总,并依据一定的反应条件,得到加氢裂化反应的动力学模型。采用高斯... 以某炼油厂年产80×105t催化加氢反应为背景,从反应机理出发,根据集总的原则,以结构和馏程进行集总。纵向,按沸程间隔进行分程;横向,分别以芳烃、环烷、烷烃进行集总,并依据一定的反应条件,得到加氢裂化反应的动力学模型。采用高斯-牛顿法对模型的参数进行了估计,并用现场实测数据进行了验证。结果表明:模型的计算值与实测值平均相对误差<2.2%。因此,该模型对预估加氢裂化反应器出口产品的产率,以及优化生产条件,提高产品质量,增加企业效益具有积极的意义。 展开更多
关键词 加氢裂化 动力学 模型 催化裂化 炼油
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管式裂解炉温度神经网络优化控制 被引量:4
17
作者 郑明方 《江苏石油化工学院学报》 1999年第3期40-43,共4页
根据管式裂解炉的特点, 提出了一种管式裂解炉出口温度优化控制方法。给出了作为模型预估器的神经网络GA—BP算法流程及GA 算法实现, 提出了最优控制指标选择原则及控制指标表达式。经计算机对四组裂解管生产乙烯的工业对象进... 根据管式裂解炉的特点, 提出了一种管式裂解炉出口温度优化控制方法。给出了作为模型预估器的神经网络GA—BP算法流程及GA 算法实现, 提出了最优控制指标选择原则及控制指标表达式。经计算机对四组裂解管生产乙烯的工业对象进行仿真研究表明, 该控制方法具有良好的跟踪性能及抗干扰能力。 展开更多
关键词 管式 裂解炉 神经网络 温度控制 炼油
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自动控制理论课程的教学改革与实践 被引量:17
18
作者 郑明方 《江苏工业学院学报(社会科学版)》 2003年第2期55-56,共2页
自动控制理论课程是自动化类专业的核心基础课程。为适应新形势下自动控制理论的教学 ,文章就课程体系、课程内容、教学方法、考核形式等方面进行改革探索实践 ,对自动控制理论的教学起了较好的效果。
关键词 控制理论 教学改革 实践
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关于自动控制原理课程教学改革的思考 被引量:14
19
作者 郑明方 《江苏工业学院学报(社会科学版)》 2005年第2期82-83,共2页
自动控制原理课程教学改革,应在多方面实施。在课程体系方面,应打破经典控制理论与现代控制理论完全分割的旧体系;在教学内容方面,要立足于基础理论,拓宽知识面;可选择国外优秀的原版教材实施双语教学,让学生接触“原汁原味”的英语和... 自动控制原理课程教学改革,应在多方面实施。在课程体系方面,应打破经典控制理论与现代控制理论完全分割的旧体系;在教学内容方面,要立足于基础理论,拓宽知识面;可选择国外优秀的原版教材实施双语教学,让学生接触“原汁原味”的英语和准确的专业词汇;在实验教学方面,可因地制宜地开发综合性强、并具有设计性的实验,这样才能取得较好的效果。 展开更多
关键词 自动控制原理 教学改革 综合性设计性实验
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自动控制原理实验系统 被引量:4
20
作者 杨小英 李瑾 +1 位作者 郑明方 王洪元 《实验技术与管理》 CAS 1999年第1期7-8,共2页
利用虚拟仪器组成的自控原理实验系统,开出了时域分析等实验,实践证明效果很好。
关键词 自动控制原理 虚拟仪器 CAI 实验系统
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