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                    超聲無損檢測專家 給專家投問題:qczhuanjiazu@126.com

                    周正干

                        

                    超聲無損檢測專家

                        周正干:湖南湘潭人。分別于1987年和1992年在哈爾濱工業大學機械工程系獲學士、博士學位;1993年5月-1995年5月在北京航空航天大學從事博士后研究工作;1997年4月-1998年11月分別在美國佛羅里達州立大學和韓國高等技術研究院做高級訪問學者;現任北京航空航天大學機械工程及自動化學院教授、機電工程學科帶頭人、副院長,兼任中國機械工程學會無損檢測分會常務理事、中國聲學學會檢測聲學分會理事;主要從事超聲無損檢測、機電測控系統等方面的研究工作;先后主持國家自然科學基金項目5項、國家企事業單位合作項目40余項,在國內外公開發表學術論文100余篇;曾獲航天工業總公司科技進步二等獎。
                        隨著現代科學和工業技術的迅速發展以及世界大環境的影響,無損檢測作為控制產品質量、保證在役設備安全運行的重要技術手段,在現代工業設備安全保障體系中發揮著至關重要的作用。我國無損檢測行業起步于上世紀50年代初期,從早期依賴蘇聯援助發展到綜合應用先進無損檢測技術解決檢測難題,自主研發高端儀器設備的新階段。在這個過程中,少不了一代又一代無損檢測科研人員的共同努力。他們不斷攀登科技的高峰,不斷完善檢測工藝、開發新設備,使檢測更加準確、快捷和方便。我們有幸采訪到了北京航空航天大學機械工程及自動化學院副院長、北航無損檢測研究的領軍人物周正干教授。
                        由于航空航天技術發展的需要,復合材料得到了迅速發展。各類先進的復合材料正在取代傳統的機體結構材料。但是,復合材料容易產生老化和腐蝕損傷等故障,而且復合材料在斷裂或損壞之前幾乎沒有先兆,其破壞具有突然性,往往對結構造成致命威脅。因此,復合材料的無損檢測,特別是發現一些隱藏缺陷就顯得尤為重要。周正干教授領導的課題組看到了復合材料無損檢測的重要性,在這一領域開展了卓有成效的研究工作。2009年北航和上海飛機制造有限公司聯合成立了‘先進復合材料研究中心’,他是該中心無損檢測研究室的負責人。
                        2011年是北京航空航天大學無損檢測研究室發展厚積薄發的一年,在這一年里,研究室硬件設施的建設突飛猛進,先后建立了超聲C掃描系統、相控陣超聲檢測系統、激光超聲檢測系統、空氣耦合超聲檢測系統和紅外熱像檢測系統等,為研究室更好地開展準確、快速和方便的無損檢測工藝研究提供了完善的設施保障。
                        周正干教授領導的研究團隊致力于先進超聲檢測技術的研究,在堅持開展基礎研究、自主創新的同時,積極研究引進、吸收和借鑒國外先進的無損檢測技術,促進我國無損檢測技術的發展。
                        我國對特殊結構零部件的無損檢測一直存在不足,尤其在航空航天制造領域,研究先進無損檢測技術對復雜形狀關鍵構件進行質量檢測迫在眉睫。相控陣超聲檢測技術是一種多聲束掃描成像技術,具有高速、高效、適合復雜形狀工件以及能實時成像等優點,在工業無損檢測領域具有良好的應用發展前景。北航無損檢測研究室在相控陣超聲檢測方面展開了一系列的研究,設計了兩種R角構件的相控陣超聲檢測方案,開發了高效的相控陣超聲檢測成像算法,為R角構件相控陣超聲檢測提供了優化的設計方案,并成功解決了R角構件的檢測問題,為很多特殊形狀部件檢測提供了很好的經驗。
                        激光超聲檢測技術是一種先進的超聲波檢測技術,具有非接觸、可控性強、缺陷識別與表征能力強以及檢測效率高等技術特點,是國外為適應復合材料的應用發展趨勢而正在大力研發的檢測技術。北航無損檢測研究室在激光超聲檢測方面開展了卓有成效的研究工作,基于進口激光干涉儀和激光發生器,集成了一套激光超聲檢測系統,研發了激光超聲檢測軟件,并成功實現了碳纖維復合材料層壓板、陶瓷基纖維增強復合材料層壓板的激光超聲檢測。
                        快速高效無損檢測技術己成為21世紀世界航空裝備研發和制造的重要發展方向。非接觸空氣耦合式超聲檢測方法是快速無損檢測技術的主要發展方向之一?諝怦詈鲜匠暡o損檢測技術具有完全非接觸、無損傷的特點,可用于傳統超聲檢測手段難以適應的場合,特別是在航空航天領域應用廣泛的蜂窩夾心復合材料、泡沫夾心復合材料的檢測,以及其他不允許使用耦合劑的航空航天大型構件的非接觸檢測。北航無損檢測研究室是國內最早關注并開展空氣耦合超聲檢測研究的單位,一直位于國內空氣耦合超聲檢測系統研究的前列。研究室引進了大型空氣耦合超聲檢測系統,并完成了某型號復合材料空氣耦合超聲檢測關鍵技術的研究。
                        非線性超聲檢測技術能夠獲取材料的多種特性,如疲勞、微裂紋、粘合劑的粘結強度和界面間的特性等,其靈敏度遠遠高于超聲衰減和波速測試等傳統的線性方法,而且很多信息只能通過非線性測試才能得到。北航無損檢測研究室研究了超聲波在非線性界面及非線性介質中的傳播機制,分析了測試條件對非線性方法的影響,定量分析了整個信號傳播路徑中每一步所引起的非線性對于結果的影響和所占比例,并提出了相應的檢測方案。
                        常規超聲檢測技術研究方面,北航無損檢測研究室自主研制了一套三自由度水浸超聲C掃描檢測系統,開發了具有孔隙率檢測、3D超聲成像等功能的超聲檢測軟件。利用該系統,采用水浸聚焦反射板法和多動態電子門脈沖回波法等,實現了含不同埋深分層缺陷的等厚、非等厚CFRP層壓板檢測;采用與厚度無關檢測反射板法實現了碳化硅顆粒增強鋁基復合材料的均勻性檢測及彈性常數的超聲測量。
                        作為一名無損檢測技術的教學科研工作者,周正干老師以推動我國無損檢測事業發展為己任。他認為,作為人才培養和科學研究并重的高校,有責任和義務把國外行業內最先進的技術引進到國內,經過消化、吸收,然后介紹給我國的相關工業企業。我國是一個無損檢測大國,但不是一個強國,尤其是在先進檢測技術的研究和應用方面。社會的需要是推動科技進步的最大動力,我國與國外發達國家的產業發展水平存在一定的差距,因此,促進產業優化升級并且在產業優化升級的過程中推廣先進的技術是非常必要的。從高校方面來說,對無損檢測科研方向做整體規劃,分工合作,避免研究課題重復設置,是當前應該積極解決的問題。另外,促進產學研用相結合,促進高校研究成果工程化應用也是我們今后應該改進的問題,這樣才能更好地促進科技轉化為生產力。
                        周正干老師從2004年開始獨立招收并指導博士研究生開展無損檢測技術的研究,同時他還主講2門本科生課程——《測試技術基礎》和《現代無損檢測技術》,1門研究生學位課程—《無損檢測技術》。作為一名老師,最大的欣慰莫過于看到自己的學生學有所成,北京航空航天大學的校訓“德才兼備,知行合一”是他對自己以及學生的要求。
                        面對未來,這位在科研一線的工作者希望盡一己之力,和國內廣大同行一起密切合作,共同提高國內的無損檢測技術水平,滿足國內各行業對無損檢測技術的需求,為中國制造的發展“保駕護航”!

                    本刊記者 孟琳

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