涂层接触疲劳损伤过程中的声发射小波分析

采集铁基合金涂层在不同接触疲劳损伤阶段的声发射信号,并采用dB10基本小波对其进行5层小波分解和重构,分析了疲劳损伤声发射信号的波形和频率特征.结果表明:裂纹萌生阶段的原始声发射信号以连续型为主,裂纹的稳定扩展阶段以混合型为主,裂纹的失稳扩展阶段以突发型为主;通过小波变换实现了将疲劳损伤声发射信号与干扰波分离,获得了高信噪比的疲劳损伤特征信息;在不同的疲劳损伤阶段,声发射信号的频率分布各不相同.随着疲劳损伤的加剧,各层的波形幅值呈增大的趋势,并且疲劳损伤频率分布范围也更加的广泛.     

高强钢丝断裂声发射试验研究

通过对单根高强钢丝和拉索的张拉破坏试验,获得了单根钢丝中裂纹扩展、钢丝破断及索中断丝点附近和远离声源处的声发射全波形。比较不同声源的波形、频谱及时频特征,结果可以看到,钢丝破断的全波形能量及持续时间都要远高于裂纹扩展信号,但其幅值与裂纹扩展的最大幅值相当;钢丝破断声源频谱峰值突出,基本都在43KHz,在全波形持续时间范围内,绝大部分能量都分布在一条43KHz的等频率时间带上;裂纹扩展波形包含几个频带,最大峰值出现在50-60KHz,高频部分出现在波形初至段,随时间增长,高频部分快速消失;断丝声源在索中传播一段距离后,能量会出现衰减,低频部分所包含的能量相对增多。     

声发射技术在工程结构疲劳损伤监测中的应用和展望

疲劳失效是工程结构和材料科学研究领域都十分关注的问题。研究疲劳损伤机制对于解决工程结构疲劳失效问题是很重要的。应用断裂力学理论研究工程结构的疲劳问题已取得了显著的成果，随着声发射技术研究的深入，将二者结合起来必将成为疲劳问题研究的更有效方法之一。阐述了国内外采用声发射技术对工程结构疲劳裂纹损伤监测中的声发射源机制状况的研究，展望了声发射技术结合断裂力学在该领域的应用前景。     

涂层疲劳损伤声发射特征参数及损伤机理

使用超音速等离子喷涂设备在1045钢基体上制备了铁基合金涂层。以球盘式接触疲劳试验机为平台,研究了涂层接触疲劳损伤过程中声发射特征参数的变化规律,并分析了涂层的接触疲劳损伤机理。结果表明,在转速为2500r/min和应力水平为1.58GPa实验条件下,点蚀是涂层的主要失效形式,表现为在涂层磨痕轨迹范围内出现大量的点蚀坑,点蚀坑深度为20～30μm。涂层表面粗糙的微凸体与轴承球滚压接触产生黏着磨损,以及涂层、磨粒、滚动轴承三者形成三体磨料磨损是点蚀失效产生的主要原因。声发射幅值、有效值(Root Mean Square,RMS)、能量、计数和平均频率对涂层表面粗糙微凸体去除、弹塑性变形、裂纹萌生、裂纹稳定扩展和失稳扩展过程比较敏感,并且在不同的疲劳损伤阶段具有不同的信号反馈特点。     

声发射技术监测疲劳损伤探讨

在实验室的高频疲劳试验机上,对紧凑拉伸试样进行疲劳损伤试验,用声发射技术记录声发射参数的变化.使用小波分析识别降噪方法和外触发采集卡(只在裂纹扩展时才采集数据,裂纹闭合时不采集数据)等措施,将各种噪音分离出去,最后只有试样的疲劳损伤裂纹起裂和扩展的声发射波形信号,经处理后获得的疲劳裂纹扩展长度与应力循环次数关系,接近于人工测得的疲劳裂纹扩展长度与应力循环次数关系曲线.     

起重机钢梁疲劳特性声发射监测实验研究

起重机钢梁作为主要承力部位关系到起重机的安全运行,目前仍无有效手段对其疲劳特性进行在线实时监测。采用声发射技术对钢梁材料Q345疲劳特性进行实验研究,首先通过动态弯曲疲劳实验获得材料疲劳裂纹萌生、扩展和断裂全过程的声发射检测信号;然后提取和分析声发射信号中的特征参数,经过比较各参数历程图,发现在幅值和事件历程图中可以反映材料疲劳裂纹整体演变过程,而能量、计数、上升时间和持续时间这4个特征参数更能反映出裂纹变化的重要转折点。此外对各个阶段声发射信号产生的原因进行分析和总结,为下一步采用声发射技术对钢梁材料损伤定量及寿命预测的研究提供参考依据。     

聚乙烯醇纤维混凝土温度疲劳损伤演化声发射监测技术研究

本文通过对掺入聚乙烯醇（PVA）纤维的混凝土试件进行温度疲劳声发射试验,来研究PVA纤维混凝土损伤演化机理。首先,通过温度疲劳试验,得到了PVA纤维混凝土损伤实时的声发射监测数据;然后,基于试验全过程的声发射特征信号,根据声发射能量、计数相关图,并通过比较不同掺量PVA纤维混凝土声发射信号,揭示了PVA纤维混凝土的损伤演化过程;最后,利用裕度指标分析声发射信号,对混凝土的损伤程度做出定性的评估;此外,通过计算声发射特征信号的Kurtosis指标和b值指标,发现PVA纤维混凝土的温度疲劳有三个明显的损伤阶段。     

金属疲劳断裂的声发射检测技术

疲劳断裂是金属结构的主要失效形式,通过金属疲劳断裂时声发射特征参数的提取,建立了声发射特征参数和裂纹扩展速率之间的关系,由试样的三点弯曲疲劳试验,证明采用声发射技术监测疲劳裂纹的扩展,不仅与疲劳裂纹扩展的变化规律相似,而且能实时的捕捉到疲劳裂纹的产生。     

基于声发射技术监测疲劳磨损失效的研究进展

现代工业的一些重要零部件在变载荷的作用下易发生疲劳磨损失效.声发射技术作为一种新型的无损监测技术,可以实现早期的安全预警,被广泛应用在机械零件、工程构件及涂层的失效监测上.参数分析法是最常用的声发射信号处理方法.典型的声发射特征参数包括能量、计数、幅值等.对声发射信号参数法分析轴类零件及涂层的失效模式的研究现状进行了较为全面的综述,最后总结了目前存在的问题,简述了解决思路,以期为声发射技术监测疲劳磨损失效奠定良好的基础.     

模态声发射技术在构件疲劳裂纹检测中的应用

疲劳裂纹的萌生和扩展是机械零件在变载荷作用下的主要失效形式,在变载荷下出现疲劳裂纹的同时往往伴随着弹性波的扩散,以迅速释放其内部积累的应变能。使用近几年来得到迅速发展的模态声发射技术真实地获取疲劳裂纹的声发射波形,使接收到的声发射信号较完整地反映了声发射源的物理状态。在波形分析中采用参数分析法提取声发射波形特征,建立模态声发射参数和裂纹扩展速度之间的数学关系。由于综合采用了多种技术的优点进行信号分析、处理,因此根据声发射信号特征得到的结果将更加逼近实际状态。     

EVALUATION OF FATIGUE DAMAGE ACCUMULATION BY ACOUSTIC EMISSION

Improvements in acoustic emission (AE) test techniques have lead to developments whereby reliable acoustic emission measurements as a fatigue damage indicator were made at room temperature on Incoloy 901 smooth specimens, over a stress-ratio range of ?1.0≤R≤0.2. Fatigue damage accumulation was evaluated in terms of an AE damage definition and a damage function was developed. Thus, various damage phases in the cumulative damage process were identified by their AE signature, and then formulated and analyzed in terms of cumulative AE ringdown counts.     

ON A POSSIBLE MECHANICAL QUANTIFICATION OF FATIGUE DAMAGE

Abstract— Criteria exist in the field of multiaxial fatigue for predicting the cyclic lifetime for a high number of cycles. They can predict the fracture of a part, but they are not able to calculate the damage level introduced. Since such theories are often used in Research and Development departments, we have based this present study on these criteria. Experiments were made on more than 1000 specimens that now allow us to propose a general procedure for the use of multiaxial criteria after pre-cycling, i.e. for non-virgin materials. We also suggest the introduction of a threshold, which depends on the damage level, to filter out small cycles.     

强制润滑拉拔对包钢丝组织及性能的影响

采用强制润滑拉拔技术、金相观察和力学性能测试,研究了拉拔模角、道次变形程度等对铝包钢丝毛坯断面上各层间的变形分布和钢铝间结合性能的影响。在强制润滑拉拔的条件下,减小拉拔模角有利于降低不均匀变形程度;减小道次变形程度秀利于改善润滑条件,但易使变形集中在线材表层;合理的拉拔变形提高了变形均匀性和钢铝间的结合性能。     

EFFECTS OF DRAWING STRAIN AND BLUING ON THE FATIGUE STRENGTH OF EUTECTOID STEEL WIRES

Abstract— The effects of bluing, associated with drawing strain, on the fatigue strength of eutectoid steel wires have been investigated. The fatigue limit increases by bluing and the increase is more significant with higher drawing strain. The peak in the fatigue limit with regard to the drawing strain in the wires, at a strain of 2.5, disappears after bluing. On the other hand, in the ferritic steel wires investigated for comparison, the fatigue limit gradually increases with the drawing strain up to 7.7. Furthermore, no appreciable change in the fatigue limit due to bluing is found. Based on the results of hardness tests on fatigue specimens with- and without-bluing, it is deduced that the decrease of the fatigue limit beyond the peak drawing strain in the eutectoid steel wire can partly be attributed to insufficient locking of the high-density dislocations by solute atoms. The effect of relaxation of residual stress during bluing is also briefly discussed.     

EFFECT OF GRAIN SIZE ON COLLECTIVE DAMAGE OF SHORT CRACKS AND FATIGUE LIFE ESTIMATION FOR A STAINLESS STEEL

In the short crack regime of the fatigue process, grain boundaries in steels are barriers against crack growth. In this paper, we use: (1) a method involving crack density; and (2) a method of dimensional analysis, to evaluate the effects of grain size and grain-boundary resistance on short crack behaviour and fatigue life. The results show that the fatigue life increases with a decrease in grain size and an enlargement in the obstacle effect of a grain boundary. An experimental investigation is consequently performed and four groups of stainless steel specimens are used with different grain sizes. The experimental measurements show the dependence of fatigue properties on grain size, which are in good agreement with the theoretical results.     

904L不锈钢丝疲劳性能差异分析

采用扫描电镜观察等方法,比较不同批号的美国进口９０４Ｌ不锈钢丝断口特征、表面形貌,分析其产生疲劳性能划原因。结果表明,表面缺陷与疲劳裂纺源的形成密切相关,而内部材质对裂纹的扩展起重要作用。     

超低碳奥氏体不锈钢在低周疲劳中的组织结构研究

研究了超低碳３１６Ｌ、３１６ＬＮ奥氏体不锈钢在常温下的低周疲劳行为及组织结构变化规律。结果表明，材料在循环变形过程中呈现不同程度的硬化、软化，应变幅的增加促进硬化，缩短低周疲劳寿命。透射电镜分析表明，奥氏体内的组织结构的演变过程与循环应力特性曲线的变化规律相呼应。     

钢丝绳隔振器非线性特性分析

为了减少车辆振动对驾驶员的不良影响,采用钢丝绳隔振器来作为驾驶座的悬挂装置。围绕车身—隔振驾驶座—驾驶员系统,针对钢丝绳隔振器的非线性静动特性开展研究。通过对钢丝绳隔振器的加载试验,可以了解隔振器的恢复力与变形的关系,同时获取恢复力迟滞迴线的数据。为此专门建立了一套钢丝绳隔振器特性测试方法,并将多项式拟合分析运用到非线性参数识别中,这样就可以系统准确的分析钢丝绳隔振器的各种特性。根据实测数据,并考虑钢丝绳隔振器的实际使用条件,按照质量-弹簧-阻尼(阻力)力学模型辨识出隔振系统的相关参数,再根据振动理论建立相应的系统运动微分方程,采用线性加速度法,分析了钢丝绳隔振器体系在不同频率下所具有的非线性动态特性,理论分析曲线和实测数据非常吻合,试验和分析表明:这样的测试分析方法,在钢丝绳隔振器的静力特性描述方面是准确可靠的,在动态特性的模拟分析方面也是正确可信的。作为一项实用技术,已经使用在车辆隔振驾驶座产品中。     

09CrPV（D）钢／铝复合接触导线专用钢的性能研究

研究了０９ＣｒＰＶ（Ｄ）钢铝复合接触导线专用钢的各项性能。结果表明,该钢具有优良的综合性能,在强韧性、耐蚀性、冷加工性等方面均优于原专用钢１０ＰＣｕＲＥ（Ｄ）。     

钢结构吊车梁疲劳可靠性分析与评估

通过钢结构吊车梁实测资料与以往疲劳试验资料进行统计分析,提出了荷载与抗力的统计参数,用一次二阶矩方法对钢结构规范中规定的8类连接和构造形式的疲劳可靠性进行了校准分析,根据计算结果给出疲劳目标可靠指标的建议值与分项系数的设计表达式。最后通过算例验证该评估方法的应用,可作为在役钢结构吊车梁疲劳可靠性检测评估的一种方法。