第一篇:檢測技術與自動化裝置
檢測技術與自動化裝置 天津大學
A+ 2 浙江大學
A+ 3 清華大學
A+ 4 北京航空航天大學
A+ 5 華中科技大學
A+ 6 南京理工大學
A+ 7 中南大學
A 8 中國科學技術大學
A 9 同濟大學
A 10 東北大學
A 11 東南大學
A 12 西安交通大學
A 13 哈爾濱工業大學 A 14 北京科技大學
A 15 華南理工大學
A 16 北京理工大學
A 17 電子科技大學
A 18 哈爾濱工程大學 A 19 大連理工大學
A 20 北京工業大學
A 21 沈陽工業大學
A 22 華東理工大學
A 23 西北工業大學
A 24 太原理工大學
A 25-60 南昌航空工業學院
B+
北京化工大學
B+
四川大學
B+
長春理工大學
B+
合肥工業大學
B+
中國礦業大學
B+
南京航空航天大學
B+
燕山大學
B+
北京郵電大學
B+
重慶大學
B+
桂林工學院
B+
山東大學
B+
廣東工業大學
B+
湖南大學
B+
武漢工程大學
B+
河北工業大學
B+
大連海事大學
B+
武漢理工大學
B+
北方工業大學
B+
西安理工大學
B+
重慶郵電大學
B+
北京交通大學
B+
上海理工大學
B+
南京林業大學
B+
杭州電子科技大學
B+
華僑大學
B+
上海大學
B+
長春工業大學
B+
沈陽理工大學
B+
南京農業大學
B+
浙江工業大學
B+
安徽工業大學
B+
中山大學
B+
江南大學
B+
山東輕工業學院 B+
上海海事大學
B+ 61-96 鄭州大學
B
西安電子科技大學
B
西安工程大學
B
哈爾濱理工大學 B
河南大學
B
北京信息科技大學
B
河海大學
B
安徽大學
B
武漢大學
B
中北大學
B
廣西大學
B
山東建筑大學
B
安徽工程科技學院
B
長江大學
B
長安大學
B
山東科技大學
B
東北電力大學
B
天津理工大學
B
青島科技大學
B
蘭州交通大學
B
華東交通大學
B
天津科技大學
B
西安科技大學
B
廈門大學
B
蘭州理工大學
B
河北大學
B
西南科技大學
B
中國地質大學
B
北京工商大學
B
東華大學
B
南華大學
B
西安工業大學
B
中國石油大學
B
河南理工大學
B
沈陽化工學院
B
遼寧石油化工大學
B
控制理論與控制工程 浙江大學
A+ 2 清華大學
A+ 3 東北大學
A+ 4 上海交通大學
A+ 5 西北工業大學
A+ 6 東南大學
A+ 7 華南理工大學
A+ 8 哈爾濱工業大學 A 9 北京理工大學
A 10 北京航空航天大學
A 11 中南大學
A 12 南京理工大學
A 13 哈爾濱工程大學 A 14 大連理工大學
A 15 燕山大學
A 16 西安交通大學
A 17 廣東工業大學
A 18 北京科技大學
A 19 華中科技大學
A 20 上海大學
A 21 重慶大學
A 22 同濟大學
A 23 天津大學
A 24 華北電力大學
A 25 中國科學技術大學
A 26 北京交通大學
A 27 南開大學
A 28 東華大學
A 29 北京化工大學
A 30 北京大學
A 31 山東大學
A 34 同濟大學
A 35-82 江南大學
B+
華東理工大學
B+
浙江工業大學
B+
南京航空航天大學
B+
蘭州理工大學
B+
河北工業大學
B+
吉林大學
B+
中國石油大學
B+
西安理工大學
B+
武漢理工大學
B+
武漢科技大學
B+
山東科技大學
B+
江蘇大學
B+
中國礦業大學
B+
鄭州大學
B+
湖南大學
B+
大連海事大學
B+
廈門大學
B+
杭州電子科技大學
B+
西安電子科技大學
B+
蘭州交通大學
B+
重慶郵電大學
B+
內蒙古科技大學 B+
天津工業大學
B+
河南理工大學
B+
沈陽工業大學
B+
南京師范大學
B+
電子科技大學
B+
合肥工業大學
B+
蘇州大學
B+
廣西大學
B+
武漢大學
B+
河海大學
B+
青島科技大學
B+
太原理工大學
B+
北京工業大學
B+
南通大學
B+
鞍山科技大學
B+
南京工業大學
B+
上海海事大學
B+
四川大學
B+
湖南科技大學
B+
遼寧工程技術大學
B+
沈陽理工大學
B+
黑龍江大學
B+
西安建筑科技大學
B+
遼寧石油化工大學
B+
北京郵電大學
B+ 83-129
西南交通大學
B
西華大學
B
河北理工大學
B
青島大學
B
東北電力大學
B
中國海洋大學
B
遼寧工學院
B
江蘇科技大學
B
太原科技大學
B
三峽大學
B
長春工業大學
B
北方工業大學
B
安徽理工大學
B
新疆大學
B
昆明理工大學
B
安徽工業大學
B
曲阜師范大學
B
深圳大學
B
內蒙古工業大學 B
南昌大學
B
哈爾濱理工大學 B
天津理工大學
B
南京郵電大學
B
河南科技大學
B
河南大學
B
福州大學
B
中北大學
B
西安科技大學
B
陜西科技大學
B
湖南工業大學
B
長沙理工大學
B
北京工商大學
B
天津科技大學
B
河北大學
B
大連大學
B
江西理工大學
B
長安大學
B
揚州大學
B
西南科技大學
B
東北林業大學
B
渤海大學
B
鄭州輕工業學院 B
貴州大學
B
中國地質大學
B
河北科技大學
B
南京大學
B
北京建筑工程學院
B
第二篇:檢測技術與自動化裝置[最終版]
檢測技術與自動化裝置專業碩士研究生培養方案
(學科專業代碼:081102)
一、主要研究方向及其學術隊伍 研究方向一:自動化裝置與智能儀表
本研究方向的主要研究內容、特色和意義
自動化裝置與智能儀表是現代工業過程自動化的基本設備,隨著信息技術及計算機技術的發展,采用現代數學方法和計算機技術、電子與通訊技術、測量技術等來研究系統的檢測、控制、設計和實現的方法和技術。自動化裝置日益采用了大量的先進控制方法和智能處理技術,工業過程控制計算機的構成,從單機和少量機器聯網運行到目前的大規模計算機聯合運行,其中不僅包括對現場的過程控制,而且包含了涉及的管理信息,如DCS(計算機集散控制系統)。另外在智能儀表中,更要求其技術的簡練和速度。隨著我國經濟建設的快速發展,在各個行業中,對自動化系統的需求日益擴展和提升,我們的目標是培養能夠掌握和通過工程實踐和理論研究,能夠發展和提高自動化裝置與智能儀表的高級專業人才,這對于提高我國工業自動化的應用和創新,有重要的意義。研究方向二:智能信息處理技術和系統
本研究方向的主要研究內容、特色和意義
主要研究工業測控信息的獲取、處理與綜合的新理論和新方法;軟測量技術的開發和應用;多傳感器信息處理與融合;研究基于數據、基于信號處理、基于知識的故障診斷與控制。
隨著國民經濟各行業及科學技術的迅速發展,以及本學科專業理論和技術水平的提高,檢測技術與自動化裝置學科的應用范圍也越來越廣闊,研究內容越來越廣泛。加上學科基礎理論和光、機、電以及計算機等等領域新技術的迅速發展,不斷促使檢測技術與自動化裝置向智能化和集成化方向發展。本研究方向以信息處理的智能化為研究對象,以人工智能、傳感技術與應用、模式識別等為技術基礎,同時與自動化、計算機、儀器儀表、機械等學科相互滲透。該研究方向檢測技術與自動化裝置學科及前沿研究方向之一,也是研究熱點之一,其與眾多學科相互交叉、相互滲透、相互融合,對提升和豐富和促進檢測技術的發展具有重要意義。它將在工業、農業、交通、電力、機械制造及國防等各個領域有著重要應用。
二、培養目標
1.培養目標
為滿足新疆經濟建設和社會發展的需要,本學科培養德智體全面發展、積極進取,適應現代化建設需要,基礎扎實,適應面廣,素質全面,具有創新精神、能從事各種檢測技術與自動化裝置的研究、教學、開發、設計等方面的高級專門人才:
(1)認真學習馬列主義、毛澤東思想和鄧小平理論,思想進步,遵紀守法,對祖國的社會主義建設 事業有崇高的責任感和事業心。
(2)本專業培養掌握檢測技術與自動化裝置學科堅實的基礎理論和系統的專門知識,了解本學科的 進展和發展動向,能進行本學科領域內研究及開發工作的研究生。畢業研究生能熟練運用計算機,掌握先進的測試技術,可在科研、教學、企業等單位從事檢測技術與自動化裝置學科或相鄰學科的研究、教學及工程技術工作,或繼續攻讀博士學位。
(3)較為熟練地掌握一門外國語,并能熟練地運用計算機及現代信息工具。
--0--
2.培養方式
(1)結合碩士研究生的特點,進行政治思想教育和黨的方針政治教育,進行愛國主義和社會主義與 法制教育。
(2)采用理論教育和科學研究相結合的方法,使碩士研究生在自動控制學科領域掌握堅實而寬廣的理論基礎知識和專業知識。
(3)碩士研究生的課程學習在碩士生培養工作中占有重要的地位。碩士生應通過課程學習加深理論基礎知識,加深和拓寬知識面,在本學科范圍內具有獨立從事科學研究的能力。
(4)碩士學位論文工作是碩士研究生培養的關鍵和核心,必須本人獨立完成,導師的作用在于指導 研究方向,啟發學生深入思考,正確分析判斷,充分發揮碩士研究生的創造能力和開拓精神。(5)在指導上采取以指導教師為主,導師負責制和碩士點集體教師相結合的方法,也可和相關的高校、研究單位、廠礦企業聯合培養,吸收有能力和經驗的相關高級研究人員、技術人員參加指導。(6)導師應以高度的責任心,全面關心研究生的成長,對研究生嚴格要求,嚴格管理,既要教書又要育人。導師應結合學生的特點,制定相應的培養計劃,檢查并監督研究生的課程學習,并指導研究生的論文選題,文獻檢索、調研及科研工作、學位論文撰寫和答辯。注意培養嚴謹的學風和實事求是的作風。
(7)學位分委員會應積極發揮對碩士研究生質量把關的作用。3.學習年限:一般為三年(在職人員為三至四年)。
三、本專業碩士研究生課程學習及學分的基本要求
總學分:38學分 其中: 公共學位課
專業外語 基礎學位課 專業學位課
須修 3門; 8學分 須修 1門; 1學分 須修 4門; 9 學分 須修 3門; 6學分
前沿講座(含討論班)須參加12次;2學分 教學實踐或社會調查(學術活動)2學分 跨一級學科課程 專業選修課程
須修 1門; 2學分 須修 4門; 8學分
四 — 1本專業碩士研究生課程設置
四 — 2碩士研究生前沿講座課(含討論班)的基本要求
1.講座課或討論班的基本范圍或基本形式
(1)綜述報告:反映國內外相關領域的研究歷史、現狀和發展趨勢
(2)論文專題報告:就與碩士論文相關的主題,向導師和同學回報學習的心得體會(3)課程報告和討論:就感興趣的一門課程向導師和同學匯報學習的心得體會。(4)學術活動:參加計算機、電子、通信或機械等學科等講座、或校外的相關學術活動。2.次數、考核方式及基本要求
(1)綜述報告:至少1次,綜述報告的參考文獻應不少于30篇,其中外文文獻不少于10篇。報告要反映國內外相關領域的研究歷史、現狀和發展趨勢,內容不少于5000字。
(2)論文專題報告:至少1次,參考文獻應不少于20篇,其中外文文獻不少于50篇,內容不少于3000字。
(3)課程報告和討論:至少2次,以班級或興趣小組為單位組織,導師或任課教師引導、指點和評價。
(4)學術活動:在學習期間至少應參加12次以上學術活動、跨學科或校外的學術活動2次,其中本人進行正規性的學術報告1次以上。每次學術活動要有500字左右的總結報告,注明參加學術活動的時間、地點、報告人、學術報告題目,簡述內容并闡明自己對相關問題的學術觀點或看法。
五、本專業碩士研究生文獻閱讀的主要經典著作、專業學術期刊目錄
六、學位論文的基本標準
1.學位論文選題和開題報告:論文選題應根據當前國內外在本學科方向科學技術的發展水平和趨勢進行,選題涉及基礎理論的研究內容應緊跟國際發展前沿,具有一定的理論價值,一般應有相應的實驗數據支持;選題涉及工程應用的研究內容應具有明顯的工程實用價值,技術上具有一定的國內先進性。
2.發表論文:碩士研究生在校期間必須在正規學術刊物上至少發表一篇與本課題相關的論文。3.學位論文:論文工作的每一環節(選題報告、論文計劃、論文評審和答辯等)都應齊全合格。碩士學位論文應對所從事研究課題有較深入的研究與分析,必須對所研究課題有新見解,有一定的工程應用價值,并有足夠的工作量,用于論文的實際工作時間不得少于一年。學位論文經導師審閱通過后,按規定要求提交并申請答辯。
七、本專業碩士研究生須具備的科研能力與水平的基本要求
掌握本學科堅實的基礎理論和系統的專門知識,具有從事科學研究和獨立承擔專門技術工作的能力,具有強的創新能力;熟練掌握一門外語,有較強的外文文獻查閱能力和一定科技論文撰寫能力;能熟練運用先進的科學技術和實驗方法;具有從事科學研究,高等教育,技術開發和工程管理等專門技術工作的能力。
八、本專業碩士研究生實踐能力培養的基本要求
1.教學實踐或專業實習。總學時不少于120學時。內容可以是本科專業課、基礎課的講授和輔導、答疑、指導實驗、指導實習、協助指導本科生畢業設計或論文等。教學實踐或專業實習是提高研究生工作能力和業務水平的重要手段,該環節結束后由系主任或院寫出考核評語,合格者記1學分。
2.在導師指導下,參加一定的社會考察、技術咨詢和技術服務。
第三篇:過程自動化與裝置內容簡介
過程自動化與裝置
內容摘要
隨著科學技術的進步,傳統過程工業在向大負荷、高強度、自動化生產方式發展。另一方面,在環境、生化、食品等工業中,對生產過程的要求越來越高,過去的手工觀測與操作已經不能滿足生產需要了。因此,在現代過程工業中過程自動化與檢測技術已經成為不可或缺的重要組成部分。
該書向非自動化專業人員講授過程自動化與檢測技術、自動化裝置、自動化工程等方面的基礎知識,目的是使非自動化專業人員具備基本的自動化知識,使其在工作中能夠利用這些知識更好的從事其本專業工作。
本書以實際應用為目標,重點講授工程應用中的基本原理和方法、使用原則與要點,不過多的涉及理論和計算。本書的主要內容包括:自動檢測技術、自動化裝置、自動控制基本原理、簡單控制系統、復雜控制系統、典型化工單元的控制方案、過程控制工程設計基礎等內容。
全書共分十章,其中孫洪程編寫了6~9章;魏杰編寫了1、3、5章;王儉編寫了2、4、10章。全書由孫洪程統稿。由于作者水平有限,還望專家、同行多多指正。
本書可作為非自動化專業的本科生教材,也可作為非自動化專業技術人員的培訓教材。全書估計課時數為48課時,根據專業需要可作適當刪減。
編者2006.7.15
第四篇:機械制造與自動化(檢測技術)介紹要點
機械制造與自動化專業(檢測技術 是省級特色專業,也是我校的長線專業,主要培養具有機械制造與自動化方面的理論知識和較強實踐能力的高級應用性人才。開設機械制圖及AutoCAD、機械制造基礎、工程力學、機械設計、機床電氣控制與PLC、模具與設計與制造、電子技術、機械制造技術等主要課程,同時開設相關的實踐環節以培養學生的動手能力。
本專業培養具有工程師基本素質和職業道德, 掌握現代機械設備及零部件專用量具檢具設計、制造、調試、維修、具有檢驗測量、質量管理等基本理論和職業技能,能在機械工業企業從事質量與產品檢測檢驗工作的高等技術應用型人才。
本專業培養適應機械制造行業生產、管理、服務第一線需要,德、智、體、美全面發展,具有良好職業道德和創新精神,具備工藝實施等現場技術應用及管理能力的高等應用性專業技術人才。完成該專業學業的學生,將具備機械加工工藝編制及工裝設計、數控加工編程與操作等專業技能,熟悉現代制造技術,能夠對現代高新制造設備進行操作、檢測與維修。
機械產品精度設計與測量,機械工程檢測技術,工程識圖與制圖,機械CAD 繪圖,零件檢測工藝設計、檢具設計與制造、機械產品檢測與質量控制,機構分析與零部件設計,機械制造基礎,電工電子基礎與實踐,制圖測繪實訓,零件成品全項檢測實訓,機械零件精密檢測技術等。
工程識圖與制圖、機械制造基礎、機構分析與零部件設計、電工電子基礎與實踐、金屬切削原理與機床、夾具設計與組裝、機械制造工藝學、機械精度設計與檢測、液壓與氣壓傳動系統的組建與調試、機電設備PLC 控制系統的組建與調試、數控技術及編程等。
本專業檢測技術方向社會需求廣泛,就業前景良好。學生畢業時能夠獲得專科英語、計算機新一級、CAD/CAM技術軟件(如AutoCAD 中級、Pro/E、UG)證書、加工中心中級工、數控車床操作中級、三坐標測量員證書,ISO 9000質量管理體系, 內審員證書,機械產品檢驗工中級等級證書。
注重對學生綜合能力素質、創新能力和先進制造技術應用能力的培養。學生畢業時能夠獲得專科英語、計算機新一級、CAD/CAM技術軟件(如Aut oCAD 中級、Pro/E、UG)證書、加工中心中級工、數控車床操作中級、全國機電一體化職業技能考試中級等職業資格證書。
1. 具有較扎實的自然科學基礎、較好的人文、藝術和社會科學基礎及正確運用本國語言、文字的表達能力;
2.較系統地掌握本專業領域寬廣的技術理論基礎知識,主要包括力學、機械學、電工與電子技術、機械工程材料、機械設計工程學、機械制造基礎、自動化基礎、市場經濟及企業管理等基礎知識;
3.具有本專業必需的制圖、計算、實驗、測試、文獻檢索和基本工藝操作等基本技能;
4.具有本專業領域內某個專業方向所必要的專業知識,了解其科學前沿及發展趨勢;
5.具有初步的科學研究、科技開發及組織管理能力; 6.具有較強的自學能力和創新意識。●教學科研
機制專業擁有一支業務造詣精湛,教學經驗豐富的師資隊伍。現有專職教師33人,企業指導教師4人,兼職教師6人;教授5人,副教授15人,講師12人;博士5人,碩士11人;雙師教師29人。近三年發表論文近60篇,其中在權威或核心期刊上發表論文37篇, 被三大檢索收錄論文10篇;承擔省部級教科研項目6項;出版教材6 本。2門課程獲省級二類優秀課程;機械設計制造系列課程獲省優秀課程群,教科研成果顯著。
學生畢業后,可從事以下幾個方面的工作:
1、機械公司質量管理工作:機電產品的加工和質量管理、機械 設備及零部件質量檢測與分析、質量認證、技術監督及標準化等工作,質量管理工程師。也可在機電設備制造企業從事機械零部件檢驗工藝規程設計。
2、專用量具檢具設計、校驗與修復,量具及量儀銷售技術服務等工作。
3、質檢部門的計量所,質檢所,進行進一步深造并考取公務員可以在相關政府部門從事質檢工作。
4.學生畢業后,可在企業從事加工設備操作與維護、機械加工工藝過程制定、產品質量管理、生產現場技術管理、機械產品創新設計和產品銷售服務管理等方面的工作.
第五篇:復合材料結構數字化自動化無損檢測技術
復合材料結構數字化自動化無損檢測技術
現代先進航空武器裝備發展的明顯特點是性能好、功能強、小批量、多品種、技術含量高、制造成本也高,其設計思想的實現強烈依賴于新材料新工藝的研發水平、制造技術和制造設備能力。為了提升戰場和市場競爭力,通常航空武器裝備必須在質量(高)、效率(高)、壽命(長)、成本(低)等方面具有綜合優勢。而質量、效率、壽命、成本的完美結合,需要通過先進的制造工藝和裝備技術加以實現。先進的無損檢測技術及其檢測裝備則是實現設計思想和制造理念,增強用戶信心,提高競爭力的重要保障。
發展先進的制造工程技術,提升設備數字化、自動化制造能力,是合理解決現代化航空武器裝備快速研制和生產的重要發展方向和工程途徑。特別是以數字化、自動化為重要特征的快速敏捷制造技術已成為先進航空武器裝備研制和生產中的重要工程技術方向。而數字化、自動化無損檢測技術是數字化、自動化制造和先進航空制造裝備的重要組成部分。隨著復合材料等新材料的不斷應用,數字化、自動化無損檢測技術的發展和成功應用已成為飛機設計和數字化、自動化制造過程的關鍵技術,特別是在新材料與新工藝研究、新結構與新機研制的過程中,數字化、自動化無損檢測技術發揮著越來越重要的作用。
復合材料在飛機上的應用與數字化、自動化無損檢測
近年來復合材料的裝機應用水平已成為現代航空裝備先進性的標志,Joseph F Rakow 預測,在未來10年里,下一代飛機是復合材料的飛機,復合材料從過去非承力結構正不斷被用于主承力結構。10年前,Boeing777復合材料用量為結構重量的10%左右,而Boeing787復合材料用量達到結構重量的50%左右。除了Boeing787,Airbus380復合材料用量也達到結構重量的25%左右,與 Boeing787復合材料機身相比,Airbus380一個驚人之舉就是設計了全復合材料中央翼盒。復合材料在軍機上的應用態勢絲毫不遜于民機,例如F/A-18C/D復合材料用量高于20%,而據Joseph F Rakow報道,F-22復合材料用量則猛增至60%左右。復合材料應用結構也由早先非承力的簡單結構發展到承力結構、整體結構、大型結構和復雜結構。因此,復合材料結構在現代飛機中具有舉足輕重的作用。
(1)復合材料制造工藝優化與成本的控制離不開數字化、自動化無損檢測技術。
目前復合材料結構的材料和制造成本居高不下,結構尺寸越來越大,結構件形狀越來越復雜,需要采用先進可靠的數字化、自動化復合材料無損檢測技術,及時為復合材料工藝優化和結構件制造提供反饋信息,幫助穩定工藝,提高產品的合格率。由于復合材料無損檢測貫穿于復合材料結構成型、裝配、試驗、維護/ 維修、使用全過程,因此,復合材料無損檢測成本和效率直接影響復合材料的總成本,而降低檢測成本的一個有效技術途徑是發展數字化、自動化無損檢測技術,提高檢測效率。
(2)復合材料結構的批量生產與檢測需要采用數字化、自動化無損檢測技術。
復合材料結構通常需要進行100%覆蓋檢測。隨著復合材料大量裝機應用和飛機批量生產,復合材料結構無損檢測的量急劇增加,檢測的耗時、效率和進度等直接影響飛機的研制和生產全過程。以F-22復合材料進氣道無損檢測試驗為例,采用超聲檢測技術,約需24h / 件。復合材料結構尺寸越大,檢測耗時越多;結構形狀越復雜,檢測效率會明顯降低,檢測耗時也會更多。因此,如此大的檢測工作量,僅靠傳統的手工檢測,顯然難以滿足要求。
(3)復合材料承力結構的設計應用需要采用數字化、自動化無損檢測技術。
目前復合材料應用已經由早先非承力的簡單結構發展到次承力結構甚至承力結構、整體結構、大型結構和復雜結構。因此,對復合材料結構無損檢測技術的要求更高:不僅需要進行無損檢測,更需要得到復合材料內部質量和缺陷的量化信息;不僅要求檢出缺陷,還需要建立復合材料缺陷與結構性能的有機聯系,建立相應缺陷評估準則;不僅需要能檢出分層、疏松等一些影響結構力學性能的宏觀缺陷,還需要檢出可能影響結構疲勞性能的微觀或分布型缺陷。這就需要采用數字化、自動化無損檢測技術來滿足這些要求。
(4)飛機長壽命設計與復合材料結構可靠性需要采用數字化、自動化無損檢測技術。
現代飛機的一個重要技術特點就是要求長壽命,而隨著復合材料在機身、機翼等重要部位的設計應用,復合材料結構必須滿足預期的設計壽命。由于復合材料結構整體上沒有中間材料加工過程,一旦固化過程完成,就意味著復合材料結構整體力學性能固定,除非在制造過程中出現了明顯的質量問題,如其內部產生了缺陷。當那些設計上不允許存在的缺陷隨復合材料結構帶到飛機結構中時,將會影響整機的安全服役和使用壽命。因此,必須通過先進可靠的無損檢測技術確保復合材料結構的可靠性和質量。顯然,僅靠傳統的手工檢測不能滿足要求,一個有效的技術途徑就是采用數字化、自動化無損檢測技術。
復合材料數字化、自動化無損檢測技術的現狀
復合材料數字化、自動化無損檢測技術是近年來隨著復合材料不斷擴大裝機應用規模和現代飛機設計制造特點提出來的。針對不同的檢測環境、工序階段、結構形狀等,目前復合材料數字化、自動化無損檢測在技術上分為兩大方向:一是基于儀器的復合材料數字化檢測技術;二是基于設備的復合材料數字化、自動化無損檢測技術。
基于儀器的復合材料數字化檢測技術主要用于解決一些難以實現自動化檢測的應用場合和復合材料結構的無損檢測,如復合材料修理過程中的無損檢測、復合材料復雜結構和復雜結構部位的檢測。主要是通過對檢測儀器的數字化,來提高對檢測信號的數字化處理能力和缺陷量化分析能力,實現一些諸如檢測參數、典型檢測信號的記錄存儲等。目前主要是以超聲檢測儀器技術為主,多采用超聲反射法檢測。值得指出的是,目前市場上的數字化超聲檢測儀器和缺陷評估方法大多是針對金屬材料設計開發的。由于復合材料結構的自身特點和缺陷特征,通常需要開發專門的數字化檢測技術,實現檢測信號高保真數字化處理,提高檢測分辨率,減少檢測盲區,進行缺陷的量化評估。就樹脂基復合材料而言,目前主要是采用超聲數字化無損檢測技術,它包括超聲換能器技術、超聲技術、信號處理技術、缺陷評估技術和儀器技術。從20世紀80年代初,北京航空制造工程研究所就開展了復合材料數字化無損檢測技術的研究,成功研究了高分辨率超聲換能器、復合材料RF超聲檢測方法、缺陷識別與評估方法、復合材料高分辨率超聲檢測系列儀器等,一直是國內復合材料無損檢測的支柱技術和主要手段,在航空、航天、兵器、交通、空軍等部門的科研和生產第一線發揮了關鍵作用,特別是研究建立的高分辨率超聲換能器技術和缺陷評估技術,至今在國際上具有明顯的技術特點。
基于這些復合材料數字化超聲檢測儀器和缺陷評估技術,可以對復合材料中的缺陷及其位置(深度)、面積、性質、類型等進行量化評估。采用北京航空制造工程研究所生產的多功能復合材料高分辨率超聲檢測儀器(MUT-1)和已建立的復合材料孔隙率超聲數字化評估技術,可以對典型復合材料孔隙含量進行超聲量化評估,從結果中可以看出孔隙在復合材料中不同位置的分布情況。
隨著復合材料批量裝機應用和批量生產,基于設備的復合材料數字化、自動化檢測技術近年來發展迅速,目前NASA、Boeing、LockheedMartin、Airbus 等在復合材料結構制造和生產過程中,都在大力發展數字化、自動化無損檢測技術。目前主要基于超聲方法,在檢測信號數字化處理基礎上,針對不同復合材料構件,利用掃查機構設計技術和數控技術,通過專門的技術設計和設備研發,解決復合材料構件的超聲數字化、自動化無損檢測。目前基于設備的復合材料超聲數字化、自動化檢測技術主要包括超聲換能器技術、超聲技術、掃描技術、控制技術和缺陷評估技術,可分為超聲穿透法和超聲反射法兩大類。
(1)基于超聲穿透法的復合材料數字化、自動化無損檢測技術。
利用入射聲波在穿過復合材料時能量的衰減變化進行缺陷識別與檢測,西方比較青睞這種檢測方法,超聲換能器分別安裝在2個對稱的多軸掃描機構上,在數控系統作用下,通過運動編程控制,使2個探頭對被檢測復合材料構件進行自動掃描檢測。采用穿透法檢測時,對超聲換能器和儀器的分辨率和檢測盲區要求相對較低,但需要有很好的同步與掃描控制技術。
與超聲反射法相比,其主要技術特點還有:
·超聲換能器需要從兩側接近工件;
·超聲換能器同步控制和型面跟蹤復雜;
·對于復雜的零件,通常只能采用單通道工作;
·檢測效率不高;
·技術成本高。
(2)基于超聲反射法的復合材料數字化、自動化無損檢測技術。
利用入射聲波在復合材料中傳播產生的反射信息進行缺陷識別與評估,歐洲比較青睞這種檢測方法,超聲換能器安裝在一多軸掃描機構上,通過運動編程,換能器在數控系統作用下,對被檢測復合材料構件進行自動掃描檢測。通常復合材料單個鋪層厚度約0.13m m,因此采用反射法檢測時對超聲換能器和儀器的分辨率和檢測盲區要求較高,但不需要有同步掃描機構,檢測靈敏度比穿透法高。與超聲穿透法相比,其主要技術特點還有:
·超聲換能器只需要從一側接近被檢測工件;
·超聲換能器型面跟蹤要求高;
·可實現多通道檢測;
·檢測效率高;
·技術成本較低。
不論采用哪種數字化、自動化超聲檢測方法,都需要有很好的型面跟蹤技術、信號處理技術和超聲系統綜合技術。特別是針對大型復合材料結構,目前國際上采用的掃描方法主要有3種:示教、基于零件的CAD模型和測量仿形。但實際檢測應用情況都不理想:示教和仿形的方法效率太低,被檢測零件的CAD模型到了復合材料檢測工序,已經不適用。所以,尋找新的快速適用的掃描方法是解決復合材料構件數字化、自動化檢測的當務之急。近年來北京航空制造工程研究所一直在開展這方面的新技術研究,正在研究一種基于被檢測復合材料零件自由型面的跟蹤掃描技術,以解決7500mm×6000mm以上大型復合材料構件的超聲數字化、自動化高效無損檢測,目前已完成技術方案試驗,進入系統設計制造階段。
北京航空制造工程研究所是國內最早從事復合材料無損檢測的專業 研究 所,早 在 20世紀70年末80年代初,就開始了復合材料無損檢測技術研究,針對復合材料特點,先后提出并成功研究了高分辨率RF超聲檢測技術、缺陷識別方法、檢測儀器、微盲區換能器、缺陷成像方法、自動掃描成像檢測設備等,形成了獨特的復合材料檢測技術體系,一直在國內復合材料應用領域發揮主要作用。如研制了FJ系列高分辨率無盲區超聲換能器、復合材料系列超聲檢測儀器、CUS-21復合材料構件復雜部位超聲檢測系統、CUS-22超聲自適應檢測設備、MUI-21 大型復合材料結構超聲自動檢測技術設備、CUS-2F復合材料纏繞超聲自動檢測技術設備等,為國內復合材料研究和工業應用部門提供了強有力的技術支持和支撐,在航空型號研制和生產中一直在發揮重要作用。特別是正在研制的 UltraScan 9000復合材料數字化、自動化超聲自動掃描檢測系統,多達20檢測通道,采用獨特的自動跟蹤掃描技術,可以適應7500mm×6000mm以上規格的復合材料構件的自動掃描檢測。
采用這種數字化、自動化超聲檢測技術,可以通過直觀的圖像方式再現被檢測復合材料結構內部缺陷的詳細分布和整個結構的內部質量情況,進行缺陷的量化評估。
對復合材料數字化、自動化無損檢測發展的思考
復合材料數字化、自動化無損檢測是一個與復合材料及其制造工藝密切相關的專業技術,其發展和應用必須緊密結合自身的復合材料、結構設計與制造、應用等特點進行合理規劃,例如Boeing 和Airbus公司一直結合自身的復合材料研發計劃和生產任務,在開展復合材料數字化、自動化無損檢測技術的研究和應用。特別是基于設備的復合材料數字化、自動化無損檢測,針對性更強,去過Boeing和Airbus公司參觀的人都能感覺到在復合材料數字化、自動化無損檢測方面,他們具有明顯的不同特點和技術思路。復合材料數字化、自動化無損檢測技術的關鍵是需要有十分強大的技術支持的特殊專業設備,集無損檢測、傳感器、儀器、信號處理、掃描控制、成像以及計算機、機械、電器、數控等多專業、多學科于一體,專業性極強,屬于特殊的個例技術設計應用,必須結合復合材料、工藝和結構設計制造等進行專門的設計。Boeing和 Airbus公司都花費巨資,進行了長時間的持續研發和技術積累,才有今天的技術規模。
我國在這方面幾十年的簡單引進案例反復表明,要從根本上解決復合材料數字化、自動化無損檢測,僅單純或機械地引進一兩臺檢測設備,遠不能從根本上解決復合材料結構數字化、自動化無損檢測。
一方面,目前我國每年都要花費大量資金從國外購買一些不太適合自身型號研制和生產特點的檢測設備,而且這些檢測設備的引進又大多缺乏技術依托和配套技術支持,缺少應用開發和相關技術配套,因此難以形成有效的生產能力。另一方面,在型號研制和生產中又急需無損檢測技術設備來確保裝機結構件的質量,幫助穩定工藝,為材料研究提供評價手段,為設計應用反饋信息,保證復合材料結構研制和型號生產過程中裝機件質量。
因此,今后的發展規劃與思路,應立足自我,充分利用國際技術平臺,根據自身型號批量生產和復合材料裝機應用特點,利用有效的資金,開發復合材料結構數字化、自動化無損檢測技術裝備,建立適合自身技術特點的復合材料結構數字化、自動化無損檢測技術體系和平臺,增強可持續發展的技術內涵。