酸性NaCl溶液中304控氮不锈钢腐蚀过程的声发射特征

采用声发射技术和电化学噪声技术研究了304控氮不锈钢C型环试样在0.5mol·L-1NaCl与1.5mol.L-1H2SO4的混合溶液中,恒载荷情况下的腐蚀过程。分析了腐蚀过程中所产生的声发射信号的振铃数随时间分布情况,以及不同阶段的声发射信号的频谱特征。同时对比分析了声发射检测结果与电化学噪声检测结果。结果表明,声发射检测技术对于304控氮不锈钢在酸性NaCl溶液中所产生的腐蚀声发射信号很敏感,在不同腐蚀阶段中,声发射信号特征差异明显,对于判断不同腐蚀阶段具有指导意义;声发射与电化学噪声测试结果基本一致,将声发射检测与电化学噪声检测结合使用,有助于使现场检测结果更加可靠。     

丙烯聚合卧式搅拌床反应器中持料量的检测

利用单点声发射检测技术,根据颗粒撞击壁面产生声信号的机理,建立了卧式搅拌床反应器内持料量的预测模型,该模型可以定量描述单点声能量随床层持料量的变化规律.在搅拌转速、吹气量等条件保持不变时,以空气-聚丙烯颗粒体系为例,在冷模装置中考察了床层持料量在11.5～23 kg条件下单点声发射信号的变化情况.实验发现,单点声信号能...     

声发射信号分析与旋风分离器内颗粒粒径测量

采用声发射检测技术,在颗粒碰撞壁面产生声发射信号的机理上,结合小波算法,建立旋风分离器中固相颗粒粒径的声发射预测模型。在旋风分离器中,分别考察4种不同粒径的活性炭颗粒在0.137,0.214,0.296 m/s3个气相条件下的声发射信号,在流态稳定情况下,在0—500 k Hz采样频率范围内对声发射信号做二阶Daubechies9尺度小波分解,得到代表固体颗粒粒径的特征频段。实验发现特征频段下的声发射信号能量与气相速度的二次方、固相颗粒粒径存在线性关系。固相颗粒粒径的声发射模型的计算值与实际测量值之间的平均相对误差为14.3%,表明声发射技术能够实现固相颗粒粒径的准确、非侵入式的实时在线测量。     

FRP复合材料拉伸过程的声发射特性实验研究

用声发射技术研究了FRP复合材料的拉伸损伤与断裂行为。宽带传感器记录了FRP复合材料试样在拉伸破坏过程中的声发射信号,运用声发射参数分析方法对单向FRP复合材料的声发射历程图进行分析,得出复合材料在拉伸过程中的损伤类型以及各损伤阶段所呈现出来的特性。用扫描电子显微镜（SEM）观察了试样的几种典型的损伤破坏断面,对比分析了不同类型的损伤机制。实验分析表明,拉伸过程中破坏机制对声发射信号的特征具有显著影响,不同损伤模式的信号频谱特征存在明显的差异。     

20~#钢拉伸过程的声发射信号频率特性分析

采用声发射(AE)测试技术对20#钢试件拉伸过程的声发射特性和声发射信号频率特性进行研究。得到不同拉伸阶段声发射信号幅值和累积撞击计数的变化规律,可以用来描述不同的拉伸阶段。声发射信号峰值频率具有较好的统计分布规律,可反映不同拉伸阶段的声发射信号频带分布特性。双谱分析方法更适合于声发射信号频率特征的识别,得到不同拉伸阶段声发射信号的双谱分布特征。     

基于声发射检测技术的FRP复合材料损伤试验研究

用声发射技术研究了FRP复合材料的拉伸损伤与断裂行为,宽带传感器记录了不同纤维铺向的复合材料在拉伸破坏过程中的声发射信号.运用三维参数法,分析了FRP复合材料拉伸损伤的声发射特性,并对复合材料声发射信号的幅度进行统计分析,宏观上揭示了不同角度FRP复合材料拉伸损伤的发展、演化过程和规律.     

石墨材料声发射行为与结构性能的相关性

通过对多种石墨材料声发射行为参数与材料结构性能参量之间的数理统计分析,首次建立了石墨材料声发射振幅分布参数、声发射总数和石墨材料中骨料颗粒尺寸、抗折强度以及非线性行为参数间的定量关系。分析结果表明,石墨材料的声发射行为与其结构性能之间存在显著的相关性,并且骨料颗粒尺寸越大、抗折强度越小、石墨的非线性程度越高,则加载过程中石墨材料产生的声发射越多,小振幅声发射所占的比重越大。无疑,这种相关性对在生产实践中应用声发射技术具有一定的指导意义。     

Q235、Q345R与304不锈钢在NaCl溶液中腐蚀声发射监测实验研究

应用声发射技术对Q235、Q345R和304不锈钢3种材料在NaCl溶液中的腐蚀过程进行了监测,获取了3种材料腐蚀过程中腐蚀产物的生成与剥落和气泡在材料表面的波动所导致的声发射信号。并应用声发射信号特征参量分析法和小波特征能谱系数分析方法,分析了3种材料在NaCl溶液中腐蚀产生的声发射信号的特征。     

敏化316L不锈钢晶间腐蚀的声发射特性

采用沸腾硝酸法和声发射技术研究了敏化316L奥氏体不锈钢的晶间腐蚀特性。通过失重法对3个周期实验的腐蚀速率进行计算和评定,并利用金相显微镜观察了各周期实验后试样腐蚀形貌;同时利用声发射检测系统实时采集了实验过程中的晶间腐蚀声发射信号,通过对信号进行参数分析和小波分析探究了敏化316L不锈钢晶间腐蚀的声发射信号特征与规律。实验结果表明,敏化316L不锈钢的晶间腐蚀分为腐蚀萌生阶段、平稳腐蚀阶段和快速腐蚀阶段;对信号进行参数分析发现各腐蚀阶段的计数率先缓慢增大继而保持平稳不变,最后又迅速增大;信号幅值出现明显的分层现象:腐蚀萌生阶段为25²7dB,平稳腐蚀阶段为2727dB,平稳腐蚀阶段为27³0dB,快速腐蚀阶段为3130dB,快速腐蚀阶段为31³4 dB;最后对信号进行小波分析发现声发射信号主要由频率为200、280kHz的信号组成。     

基于复杂性分析的流化床中流型的声发射检测

运用声发射检测技术,对Unipol气相流化床中声发射信号沿床高的规律性变化进行考察,对声信号进行复杂性分析,提取信号的涨落复杂性及Lempel-Ziv复杂性作为特征参数,成功获得了工业流化床中的颗粒流动模式。对声发射信号进行能量分析和复杂性分析均发现,Unipol工业气相流化床中的流型是带有滞留区的双循环流动模式。研究结果表明,基于复杂性分析和声发射检测的流化床中流型的测量是可行的。     

基于经验模式分解与主元分析的耐火材料声发射损伤分类

耐火材料微观结构十分复杂,其破坏形式呈现多样化、复杂化,如何对其损伤进行高效准确地判别十分重要。为此,借助声发射技术对镁碳质耐火材料受压过程进行了损伤声发射信号采集,针对海量声发射数据,首先采用了经验模式分解结合主元分析,对声发射信号进行了特征提取与参数化降维:在大量的声发射时域与频域参数中,选取前7个主元来表征损伤,其损伤贡献率可以达到99%;之后将主元作为支持向量机输入进行损伤分类,将损伤分为两个主要类型,基质相与界面相损伤;最后将分析结果与扫描电镜结果进行对比分析,发现两者结论可以较好地吻合,可为运用声发射手段检测耐火材料损伤提供一种高效准确的解决方案。     

Quality Evaluation of RDX Crystalline Particles by Confined Quasi‐Static Compression Method

A confined, quasi‐static uniaxial compression method, named as the compressive stiffness test (CST), is promoted to evaluate the quality of different RDX crystalline particles which are obtained from commercial and reprocessed lots. This method is based on the fact that the fragmentation or fracture behavior in the compression process could be correlated to the external/internal defects of targeted crystalline particles. The quality difference between the commonly used RDX and reprocessed RDX can be easily discriminated by compaction curves and the defined initial secant modulus can be used as a quantitative parameter to grade RDX particles. The results show that the RDX recrystallized from mixed solvents and spheroidized by treatment with solvent is of much higher quality than the commonly used RDX, and the particle size as well as external characteristics exert limited effects on the compaction curves, but the key factor is internal defects, which affect the coherence strength of RDX crystalline particles. Qualitative optical image analysis and quantitative particle apparent density measurements by liquid density gradient tubes also give consistent results with those from the CST.     

声波的多尺度分解与气固流化床故障检测

引言 在流化床乙烯气相聚合过程中,由于传热速率较低(与淤浆工艺相比),聚合物小颗粒容易聚集在一起形成结块,若不及时采取措施,将影响流化状态.而不良的流化状况经常导致装置不能满负荷、长周期地运转,严重时会"熔床",继而停产.为了保证流化床长期稳定的运行,聚合物颗粒结块的监测就变得十分重要.目前工业生产中主要根据流化松密度、反应温度、床高等参数的突变和γ射线法来检测结块.前者多依赖人为经验的判断,漏报、误报的情况时有发生.而γ射线法则对人体存在致命的伤害.因此,发展一种简单快捷、灵敏准确、安全环保的结块测量技术成为当务之急.     

碳纤维复合材料层合板面内压缩损伤及声发射特征分析

针对碳纤维复合材料层合板面内压缩损伤问题,基于声发射技术分析不同损伤阶段的声发射信号特征。根据加载过程中时间–载荷曲线以及试样破坏断面微观形貌,将损伤过程分为三个阶段:初始损伤阶段主要产生少量基体开裂与纤维–基体界面脱粘,裂纹迅速扩展阶段开始产生纤维剪断以及失稳变形,平稳损伤阶段主要产生失稳变形以及分层裂纹扩展。结合声发射信号的振幅、振铃计数研究损伤过程,并基于小波变换进行损伤信号的时频分析,发现不同损伤类型可通过声发射振幅及频率特征有效识别。     

复合材料波纹褶皱区域损伤变形测量及声发射监测

对含波纹褶皱缺陷的玻璃纤维单向复合材料进行压缩试验,结合声发射(Acoustic Emission,简称"AE")和数字图像相关(Digital Image Correlation,简称"DIC")互补技术,研究复合材料波纹褶皱区域的损伤变形与演化规律。在复合材料试件压缩加载的过程中,采集波纹褶皱区域损伤变形场、应变场信息和实时声发射监测信号,分析复合材料压缩力学响应行为与缺陷区域变形场、应变场以及声发射信号特征之间的对应关系。结果表明:波纹褶皱会严重影响复合材料的力学性能,通过分析声发射信号,发现随着波纹褶皱宽高比减小,复合材料的力学性能呈现降低的趋势;当波纹褶皱宽高比一定时,随着波纹褶皱高度不断增加,复合材料的力学性能呈现降低的趋势。通过DIC测得的应变场与位移场信息,发现对于相同的载荷增量,最大应变呈增加趋势,且波纹褶皱宽高比越大应变增幅越大;越趋近于褶皱中部,水平位移越大,加载方向位移与试件失稳破坏位置有关,接近破坏区域的加载方向位移大。损伤区域位移场和应变场清晰地反映了玻璃纤维复合材料的损伤变形特征。     

凝结硬化期扰动对混凝土受压声发射特性的影响

为了解凝结硬化期间的扰动对混凝土损伤的影响,对处于初凝至终凝阶段的混凝土进行了模拟扰动试验,全程采集了受扰混凝土受压破坏过程产生的声发射信号。通过比较不同试件的声发射特征参数,研究了不同受扰龄期的混凝土在单轴受压条件下的声发射特性,并基于水泥混凝土结构形成动力学对受扰混凝土损伤机理进行了分析。结果表明:扰动使混凝土内部产生了不同程度的损伤,其中凝结硬化中期的扰动对混凝土性能影响较大,使混凝土峰值应力降低25.1%,损伤度达到14.2%,临近初凝和终凝的扰动对混凝土影响较小;与基准混凝土相比,受扰试件在加载初期声发射能量释放率较小,声发射活跃区间出现在加载后期。对于凝结硬化中期受扰的混凝土试件,在相对应力水平小于50%时,未采集到明显的声发射信号,此试件其声发射速率参数a值最小,过程参数b值最大。     

喷嘴释放单气泡的声发射特性

利用声发射技术在单气泡发生实验装置中研究了气液两相流中单气泡的动力学特性,使用自行开发的采集处理程序进行气泡声信号的参数提取,采用统计分析、小波变换和快速傅里叶变换对声信号进行时域和频域范围的分析。分析结果表明,声发射技术可以检测到管内气泡的声信号,具有较高的信噪比,且声信号随着喷嘴尺寸的增大而增大,随着液相表面张力的减小而减小。比较不同喷嘴直径下气泡的频率谱,发现喷嘴释放气泡发出的声信号频率为150～200 kHz,且随着喷嘴直径的增大,峰值频率相应增大,提出了声信号峰值频率与气泡尺寸之间的关联式。同时得到了气泡上升过程中的连续形态变化,分析了气泡产生声音的机理。研究表明,声发射技术是一种灵敏度高、测量手段方便的方法,可用于气液两相流气泡运动特性的检测。     

Preparation of submicron-sized RDX particles by rapid expansion of solution using compressed liquid dimethyl ether

Cyclotrimethylenetrinitramine (RDX) was precipitated to submicron-sized particles with spherical morphology by the rapid expansion from supercritical solution (RESS). Compressed liquid dimethyl ether (DME) was used as a solvent for the RDX. This study examined the influence of extraction temperature (293-333 K), extraction pressure (8-20 MPa) and size of orifice nozzle (50, 100, 200, and 250 μm) on the size and morphology of the RDX particles in the RESS process. The precipitated RDX particles were characterized by using the following instruments: field emission scanning electron microscope (FE-SEM), image analyzer, powder X-ray diffraction (PXRD), Fourier transform infrared (FT-IR) spectroscopy, and differential scanning calorimetry (DSC). The precipitated RDX particles showed granular and spherical morphologies, submicron-sized particles, and narrow particle size distributions. The mean particle size of the precipitated RDX ranged from 2.48 to 0.36 μm, and the crystallinity of the precipitated RDX decreased. The enthalpy change for the exothermic decomposition of the precipitated RDX (ΔH = 714.4 J/g) was much higher than that of the original RDX (ΔH = 381.5 J/g).     

Identification of damage mechanisms of carbon fiber reinforced silicon carbide composites under static loading using acoustic emission monitoring

The damage mechanisms of carbon fiber reinforced silicon carbide (C/SiC) composites under static loading are investigated using the acoustic emission technology. The C/SiC sample is subjected to compressing static load, and acoustic emission is used to monitor the cracking process. In addition, the digital image correlation technique is also applied to enhance the comprehension of the damage mechanisms of C/SiC composites. To evaluate their extent of damage, the main acoustic emission characteristic parameters and indexes are extracted. The k-means clustering method is used to analyze the acoustic emission (AE) signals, identify the three damage modes, and determine the central values of the AE parameters of these modes. The time–frequency energy of some typical signals is analyzed by using the wavelet packet transform. Thereafter, the damage evolution is described by analyzing the cumulative number of acoustic emission events and the cumulative energy change with loading time. Moreover, the digital imaging results show that the strain in the structure increases with the increase in loading magnitude, especially in the area around the fault zone, where the strain level is evidently higher than those in other locations. Accordingly, this necessitates effective methods for investigating damage in C/SiC composites. Among the two different technologies implemented in this work, the extraction of AE events at several stages of the test allows the classification and analysis of crack evolution in C/SiC structures; this technique also provides an effective methodology to monitor the damage at the microscopic scale.     

Acoustic emission in bonded elastomer discs subjected to compression. I

The apparent initial stiffness, M, of a rubber disc subjected to compression was experimentally determined. It was found that the experimental value of M is different than the value theoretically predicted according to Gent's equation. The aim of this study is to prove that this difference in the apparent modulus is due to the existence of microcavities within the testing rubber discs. The microvolds are formed along the curing process of the samples. A new nondestructive experimental technique, the Acoustic Emission (AE) technique, was used for the analysis of microcavitation within rubber discs subjected to compression. The count, event average count rate, amplitude, duration time, and rise time distributions of the received acoustic emission signals from the buckling of voids in the deformed solid, give more insight about the phenomenon of microcavitation.