摘要：船舶结构与水介质耦合动力学在改善船舶运动性能与结构安全性,控制船舶振动噪声与提高水下声隐身性能,进行船舶综合性能的优化设计等一系列工程问题中有广泛的应用需求与发展前景.本文综述了船舶水弹性力学、声弹性力学的理论方法、试验技术与应用技术的国内外研究进展;介绍了在带航速三维水弹性力学理论(Wu 1984)基础上,作者所在课题组近年来发展的船舶三维声弹性理论、计算技术及工程应用的概况.简述了船舶三维声弹性理论的部分应用情况及发展方向.

摘要：在双层板结构中夹层声场边界上布置平面声源作为主动声学边界,构成有源隔声双层板结构,提出基于主动声学边界方法的有源隔声双层板结构。在双层板结构中夹层边界上布置四边简支板,用来代替主动声学边界,控制力作用到该简支板上,采用声弹性理论建立了有源隔声双层板结构的计算模型,分别以辐射声功率最小和夹层声功率最小作为控制目标来优化控制力,计算分析控制前后夹层结构的传声损失以及各子系统的响应,并研究了主动声边界尺寸大小对系统隔声性能的影响。计算结果表明:主动声边界控制策略可以有效提高双层板结构的隔声性能,且以辐射声功率最小为控制目标要优于以夹层声场的声功率最小为控制目标;控制后,主动声边界对入射板振动响应几乎没有影响,辐射面板的振动动能和夹层声场的声功率均被有效地抑制;不同尺寸主动声边界都提高了夹层结构的隔声性能;对于低频率段,不同尺寸主动声边界对夹层结构的隔声性能提高的程度相同;对于其他频率段,主动声边界对传声损失和各子系统响应的影响并没有一定的规律,可以对主动声边界的尺寸进行优化设计,达到提高特定频段隔声性能的目的。

摘要：残余应力对机械构件的服役性能具有重大影响,尤其是对其强度、疲劳寿命和尺寸稳定性。如何快速、无损和准确的评估出构件表面或一定深度内的残余应力状态一直是研究难点和热点问题。为了解决这一问题,基于声弹性理论,采用超声波无损检测技术,研究超声波传播速度和方向与应力的关系,对比不同类型超声波对应力的敏感程度,发现沿应力方向传播的纵波波速受应力的影响最大。设计了一发一收斜入射探头,通过激发出的临界折射纵波(LCR波)来检测被测件的残余应力。针对深度梯度残余应力的检测,建立了超声梯度检测模型,利用超声频率与渗透深度的关系推导了应力梯度计算公式。设计C形应力试样,通过该试样产生的应力梯度来验证残余应力场的超声表征。

摘要：服役状态下的大口径管道内部存在较大应力,严重影响管道的抗腐蚀能力、抗疲劳强度等性能,因此实现对其内部应力的在线监控至关重要。基于单向及两向应力状态下超声纵波声弹性理论,通过设计二维平面应力超声纵波测试系统及薄膜应力测试施力装置,进行了单向及两向应力状态下声弹性效应试验,验证了理论的准确性。目前工程上主要应用单向应力状态下的声弹性理论测量管道应力分布,但对比两种应力状态下声弹性理论方程可知,单向应力状态下的声弹性方程忽略了应力方向与声波传播方向之间的夹角对应力测量的影响,基于此,进行了一系列探究试验,得出了应力方向与声波传播方向之间的夹角对应力测量的影响规律。

摘要：中俄东线天然气管道具有超大口径、高钢级(X80)、高压力等级的特点,处于地质活跃的北部冻土与半冻土带,沿线易发生地质灾害,由此而来的非设计载荷会导致管道整体应力水平超过管道应变能力,给管道结构完整性与安全运行带来巨大挑战,采用高精度检测方法测量管道运行期间的应力是对管道进行安全评价的关键。针对中俄东线天然气管道的实际服役状况,在利用超声LCR波检测管道应力理论及方法的基础上,测量了超声LCR波在X80钢弹性变形及塑性变形中的传播时间,探究了超声LCR波在X80钢弹性变形及塑性变形中的传播规律。在中俄东线天然气管道投产运行之初,形成可靠适用的管道应力测量工程应用技术,为其今后运维中的安全评估提供了技术储备。

摘要：采用超声波法测量了螺栓应力,理论推导得出超声波声时差与应力之间的线性关系。通过制动器螺栓的声时差-应力关系的标定试验,可得到同型号螺栓的材料系数。提出在线实时检测风电机组螺栓轴向应力的方法,通过远程上位机操作界面可实现人机对话,完成螺栓应力从检测到预警的整个过程。