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2026-01-20
基于振動聲學調制的掃頻探測波螺栓松動檢測方法

傳統用于螺栓松動檢測的振動聲學調制方法通常采用單頻探測波。然而，采用單頻探測波不僅會降低檢測精度，還會增大探測波的頻率選取難度。為克服上述缺陷，本文提出一種基于掃頻探測波的振動聲學調制螺栓松動檢測方法。對于低頻泵波，將激勵頻率設定為螺栓連接結構的共振頻率，以增強調制效應；對于高頻探測波，則采用掃頻激勵替代單頻激勵，既提升了檢測精度，又解決了探測波頻率選取困難的問題。針對掃頻激勵下采集到的復雜響應信號，本文提出一種信號處理方法以提取其中的調制信息，并利用提取的調制信息定義非線性調制指數，實現對螺栓松動程度的量化表征。同時，本文設計了一套實驗裝置，在螺栓連接結構上對該振動聲學調制檢測方法進行驗證。

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2026-01-20
強噪聲環境下復合材料損傷的空間定位方法研究

碳纖維增強復合材料（CFRP）因具備高強度、高剛度及抗疲勞性能，已被廣泛應用于航空航天、風力發電等多個行業領域。然而，在CFRP的生產制造與實際使用過程中，不可避免會受到外力作用，進而導致復合材料結構出現分層、纖維斷裂、基體開裂等缺陷。其中，分層缺陷會嚴重降低復合材料的剛度與強度。由于這類缺陷往往產生于復合材料結構內部，因此難以通過目視方式發現。由此可見，精準定位分層缺陷的位置至關重要，這能避免復合材料的結構性能進一步劣化，防止嚴重事故的發生。隨著新型傳感技術的不斷發展，基于蘭姆波的結構健康監測（SHM）方法應運而生。該方法具備傳播距離遠、能量衰減程度低、可實現大面積檢測等優勢，因此得到了廣泛關注與重視。目前，學術界已針對基于飛行時間的蘭姆波損傷定位方法展開研究，旨在實現復合材料結構損傷區域的精準識別。

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2026-01-20
面向鋼管高靈敏度軸向應力測量的導波傳播優化

鋼管結構在工業領域應用廣泛，由應力引發的結構失效會對設備安全產生重大影響。因此，高效的應力監測是至關重要的研究方向。受超聲導波多頻率、多模態特性的制約，傳統基于超聲導波的應力測量方法存在局限性，具體表現為未對多模態融合信號對應力測量的影響開展系統性分析。為探索最優的導波應力測量策略，本研究基于聲彈性原理，提出了預應力鋼管中縱向導波傳播的數學模型。借助該模型，研究人員分析了縱向導波各階子模式的應力靈敏度，進而確定了最優導波模式（L(0,2)模式）及對應的頻率區間。實驗對比分析結果強調了模態控制對測量結果的影響：通過選擇并控制合適的導波模式，應力測量的最大相對誤差可控制在5%以內。

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2026-01-20
超聲驅動噴嘴微液滴制備系統

液滴微流控技術已發展成為一種用途廣泛的工具，在生化分析與合成等諸多領域得到應用，而微液滴的生成與操控是實現這些應用的核心環節。基于聲學原理的液滴控制技術具有生物相容性優良、調控范圍廣等顯著優勢。研究針對液滴控制的兩種基本作用機理展開探究：（1）液滴尺寸與聲激勵時間的關聯規律；（2）液滴分配方向對聲學頻率的依賴特性。本研究為微液滴聲學生成與分配的可編程控制奠定了基礎，在生化分析與合成領域具有巨大的應用潛力。

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2026-01-20
基于超聲散射的射流氣液界面波動測量

航空發動機與火箭發動機在運行過程中常會出現不穩定燃燒現象。為揭示這一現象的復雜作用機理，需對射流氣液界面擾動開展測量。然而，絕大多數傳統測量技術均依賴光學通路，一旦光學通路受限，測量工作便無法開展。在此情況下，超聲測量法可作為一種有效替代方案。本研究提出了一種基于超聲散射的射流氣液界面聲學測量方法。研究通過實驗手段，對射流引發的散射聲場特性進行了全面探究，并利用高速成像技術對超聲測量結果進行驗證。直接測量結果表明：在特定測量方向上，射流氣液界面的擾動程度與超聲散射聲壓的擾動程度存在明確關聯。研究采用特定尺寸的定制化金屬散射體，從理論與實驗雙重維度對散射聲場展開分析。基于上述研究成果，本研究建立了一個用于超聲測量校準的數據庫。校準后的結果顯示，超聲測量數據與高速相機測量數據的相關性得到顯著提升，其中超聲測量的最大相對誤差為30.9%，平均相對誤差僅為2.1%。上述研究證實，利用超聲散射波測定射流氣液界面的方法具備可行性。該方法還可進一步拓展應用于射流整體波動特性及射流破碎過程的測量。

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2026-01-20
多體系油相液滴交流電場行為控制

乳液已在制藥、化妝品、食品等多個行業得到廣泛應用，同時也是一類極具科學研究價值的體系。盡管水基乳液在日常生活中應用普遍，但油包油（O/O）乳液憑借其獨特的物理特性與互補性應用場景，同樣占據著不可替代的地位。本研究以交流電場為調控手段，探究了分散相液滴帶有不同官能團的有機液滴/有機介質型油包油乳液的典型行為特征。本研究的成果有助于深化對油包油乳液體系電流體動力學特性的理解，并為實現液滴行為的快速響應式、可編程化、高通量調控提供了可行路徑。研究團隊期望，這種液滴操控技術能夠在化學合成、生物科學及材料科學等諸多領域獲得廣泛應用。

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