近日,南昌航空大學(xué)無損檢測技術(shù)教育部重點實驗室傳來喜訊,其在無損檢測技術(shù)領(lǐng)域取得重大突破,研發(fā)出一系列具有自主知識產(chǎn)權(quán)的先進檢測裝備與解決方案,為航空航天、軌道交通等領(lǐng)域的重大裝備質(zhì)量安全提供了堅實保障。
在西北某航空生產(chǎn)車間,一套形似機械臂的檢測裝置正在對 C919 航空發(fā)動機風(fēng)扇葉片坯料進行細致 “體檢”。這正是全球首套盲測成像陣列超聲檢測系統(tǒng),該系統(tǒng)能夠精準捕捉復(fù)雜型面葉片坯料中的微小制造缺陷,檢測可靠性高達 99.99%。其核心基于陣列超聲虛擬源表面重構(gòu)的自適應(yīng)仿形頻域全聚焦成像算法,由南昌航空大學(xué)省一流高峰特色學(xué)科儀器科學(xué)與技術(shù)學(xué)科帶頭人盧超教授團隊研發(fā)。該團隊率先提出 “邊掃、邊測、邊成像” 的新一代智能超聲成像理念,系統(tǒng)無需預(yù)設(shè)構(gòu)件 CAD 模型,便可通過仿形算法自動適應(yīng)復(fù)雜型面,完成檢測路徑規(guī)劃,成功解決了傳統(tǒng)超聲 C 掃描檢測系統(tǒng)難以隨形掃描的難題。
隨著智能制造的飛速發(fā)展,復(fù)雜型面、狹小檢測空間、大尺寸的各向異性結(jié)構(gòu)等檢測環(huán)境和條件,嚴重制約著無損檢測實現(xiàn)關(guān)鍵工業(yè)構(gòu)件高效、高精度、自動化、智能化檢測,成為重大裝備發(fā)展的 “痛點”。針對這些檢測難題,南昌航空大學(xué)無損檢測技術(shù)教育部重點實驗室將其提煉歸納為各類關(guān)鍵科學(xué)技術(shù)問題,展開有組織的科研攻關(guān)。實驗室確立了電磁與聲學(xué)檢測技術(shù)、光電檢測技術(shù)、無損檢測智能化三大研究方向。
在電磁檢測領(lǐng)域,團隊研發(fā)的專用渦流探頭及智能電磁檢測儀,已覆蓋全國 60% 高速動車組的無損檢測;光電檢測方向,成功突破布里淵散射光學(xué)探測技術(shù),實現(xiàn)水下隱身目標(biāo)的高精度識別;在智能化領(lǐng)域,將人工智能與大數(shù)據(jù)融入檢測系統(tǒng),有力推動行業(yè)向自動化、數(shù)字化邁進。
以國產(chǎn)直升機旋翼槳葉檢測為例,實驗室首創(chuàng)的 U 型水囊線超聲陣列傳感器,將直升機高原環(huán)境下飛行槳葉質(zhì)量檢測可靠性提升至 99.99%,助力我國成為全球第三個全面掌握直升機旋翼防冰技術(shù)的國家。目前,實驗室已開發(fā)百余套擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的設(shè)備,參與制定 10 項國家及行業(yè)標(biāo)準,成果廣泛應(yīng)用于 C919、直 8L、高鐵等 “國之重器”。
實驗室的創(chuàng)新成果不僅局限于技術(shù)研發(fā),更實現(xiàn)了從實驗室到生產(chǎn)線的跨越。例如,針對汽車空調(diào)漏氟問題,團隊結(jié)合 AI 與無損檢測技術(shù),定制開發(fā)的汽車空調(diào)管芯質(zhì)量檢測系統(tǒng),每年為企業(yè)挽回超 200 萬元經(jīng)濟損失。此外,實驗室為航天科工上海某所開發(fā)的某型武器裝備測試系統(tǒng)、為青島中車四方定制的 “近 / 遠場渦流檢測設(shè)備” 等,均已實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。面對進口檢測設(shè)備價格高昂的困境,實驗室自主研發(fā)的超聲特征成像系統(tǒng)、多物理場集成檢測儀等設(shè)備,功能更強且價格降低 40% 以上,已推廣至中航工業(yè)多家單位,有力推動了國產(chǎn)裝備的自主可控。目前,實驗室已與省內(nèi)外 60 余家企業(yè)達成合作,完成橫向課題 359 項,推動 116 項成果落地轉(zhuǎn)化。
作為國內(nèi)首個開設(shè)無損檢測本科專業(yè)的高校,南昌航空大學(xué)無損檢測技術(shù)教育部重點實驗室被譽為無損檢測領(lǐng)域的 “人才搖籃”。通過 “企業(yè)出題、高校攻關(guān)” 的產(chǎn)教融合模式,跨學(xué)科融合電磁學(xué)、聲學(xué)、計算機學(xué)科,讓學(xué)生直面一線需求,培養(yǎng)出大批理論與實踐兼?zhèn)涞膶I(yè)人才。實驗室還與中國航發(fā)動力股份有限公司、中國直升機設(shè)計研究所、江西昌河航空工業(yè)有限公司等企業(yè)開展產(chǎn)學(xué)研用合作,并與廣東汕頭超聲電子股份有限公司、愛德森(廈門)電子有限公司、艾因蒂克科技(上海)有限公司建立聯(lián)合實驗室,共同開展復(fù)雜型面航空構(gòu)件的檢測方法及儀器攻關(guān)。
此次南昌航空大學(xué)無損檢測技術(shù)取得的重大突破,不僅提升了我國在無損檢測領(lǐng)域的技術(shù)水平,更為我國重大裝備的質(zhì)量安全提供了強有力的技術(shù)支撐,在推動相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展、保障國家戰(zhàn)略安全等方面具有重要意義。未來,實驗室將繼續(xù)深耕前沿技術(shù)研發(fā),深化產(chǎn)學(xué)研融合,為我國無損檢測技術(shù)的發(fā)展和重大裝備的高質(zhì)量制造貢獻更多力量。
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