基于信息熵的马氏体相变声发射信号分析

以信息熵理论为基础,针对马氏体相变过程声发射信号,利用基于频域分析的小波包能谱熵,得到相变过程声发射信号频率空间的能量分布信息。提取出不同类型信号的能谱熵特征值,并利用基于时域分析的吉布斯概率熵,以能谱熵特征值作为幅度谱的子区间划分参数,实现马氏体相变过程声发射信号吉布斯概率熵变化过程的准确描述。分析表明,这些信息熵特征值可以准确评价马氏相变过程的声发射信号变化规律。     

基于声发射技术的金属马氏体相变检测方法

提出了一种基于声发射技术的金属材料马氏体相变检测方法,采用时域和频域分析法对激光表面淬火工艺中产生的声发射信号展开分析,提取了声发射信号的平均值与RMS值（均方根值）并进行快速傅里叶变换。结果表明,当发生马氏体相变时,声发射信号能量的平均值与RMS值均出现显著增加;声发射信号的FFT变换在100~300 kHz的频率范围内幅值成分强度显著增加,频谱“重心”后移,可见激光表面淬火工艺中的马氏体相变特征能够成功地从声发射信号中提取出来。     

金属材料马氏体相变声发射特性

利用声发射技术对45钢、GCr15钢和T12钢三种材料进行连续冷却条件下马氏体相变监测试验,并以相变声发射参量分布及波形特性为基础,分析了马氏体相变声发射信号的时频特性。结果表明,GCr15钢具有明显的等温马氏体相变特征,45钢、T12钢为变温马氏体特征,且片状马氏体声发射信号幅值与能量高于板条状马氏体,具有较宽的频率范围。     

GCr15钢马氏体相变过程声发射试验研究

采用声发射法在连续冷却条件下对GCr15钢马氏体相变过程进行研究,得到了不同形态马氏体声发射信号的时频特性,并引入声发射温度外参数,测得GCr15马氏体相变开始温度Ms点。结果表明:有效值电压(RMS)能实现马氏体体积分数的准确表征。     

基于声发射的马氏体相变动力学特性研究

利用声发射技术对45、GCr15和T12钢三种材料进行马氏体相变监测,以声发射特征参量为基础实现马氏体体积分数的定量分析研究,进而对三种试件的马氏体相变体积分数曲线进行拟合分析得到不同含碳量材料的相变动力学变化规律。结果表明,马氏体相变动能随含碳量增大而降低,较高位错密度的材料具有较强的自催化效应。     

形状记忆合金的本构关系

利用DSC分析了热流-温度曲线和马氏体体积分数与自由能增量间的微分关系,建立了一个新的余弦型形状记忆合金马氏体相变模型;推导了一个新的形状记忆合金本构方程.研究表明:Liang和Rogers的马氏体相变模型和本构方程分别为本文建立的马氏体相变模型和本构方程所描述的一种特殊情况;本文建立的马氏体相变模型和本构方程比Liang和Rogers及其它现存马氏体相变模型和本构方程能更准确地描述形状记忆合金的相变行为和力学行为.     

用声发射分析方法控制热处理

本文首先简述了声发射的原理及其测量技术。接着对声发射分析方法在淬火、回火和退火等几个方面的具体应用进行了详细的评述和分析研究。马氏体形成时出现强度可测出的信号,奥氏体→铁素体(珠光体)的相转变则不能发生可测出的信号。声发射信号强度与组织形态有关,碳含量高时形成片状马氏体的声发射活性比形成板条状马氏体要强。马氏体回火时不出现可测出的信号。声发射分析对于探测退火时裂纹的发生及其扩展是一种有效的方法。与其它无损检测方比法较起来,声发射分析的特点是,它不仅可作最终检验,而且可以用少量的传感器进行连续监测,这种方法对于大型构件具有特殊重要的经济意义。     

机械振动抛光FeMnSiCrNi形状记忆合金的应力诱发马氏体相变（英文）

由γ奥氏体和ε马氏体构成的Fe_(66)Mn_(15)Si_5Cr_9Ni_5(质量分数,%)形状记忆合金经机械振动抛光后在压应力作用下发生塑性变形。经机械振动抛光的FeMnSiCrNi形状记忆合金几乎发生完全的ε马氏体相变,其中应力诱发马氏体相变起主导作用。应力诱发马氏体相变与外加应力的取向密切相关。机械振动抛光引起的复杂压应力有助于FeMnSiCrNi形状记忆合金γ奥氏体发生ε马氏体相变。机械振动抛光对FeMnSiCrNi形状记忆合金ε马氏体表面织构具有一定影响,在经机械振动抛光的FeMnSiCrNi形状记忆合金表面形成■0001织构。     

基于USB AE模块的便携式管道声发射泄漏检测系统开发

基于USB AE模块的便携式声发射仪是一种新型的声发射检测设备。阐述了采用声发射方法检测管道泄漏的原理、USB声发射设备的结构和特性,分析了现有USB声发射检测系统存在的局限性。以Visual Studio C++作为程序开发平台,设计了针对管道泄漏这一特定环境和对象的便携式USB声发射检测系统。通过管道泄漏模拟试验,验证了系统设计方案的合理性,实现了声发射信号采集、数据处理和声发射源定位等功能。     

声发射技术在砂轮回转实验破碎识别中的应用

采用一种新型砂轮破碎状态信号检测方法——声发射（AE）技术,通过采集环境背景、空转、空载和负载AE信号,并对信号进行时频域研究。对比砂轮破碎后和破碎前AE信号特征,时域信号特征电压值增大了2.5倍、能量谱峰值增大了4倍、均方根值（RMS）增加了1.17倍,频域信号经快速傅里叶转换（FFT）后得到了一个高频电压信号。研究结果表明:声发射技术优于目前常用的振动法、音量法和光电法,更适合用于砂轮回转实验破碎识别。      

Wavelet-based AE characterization of composite materials

This paper addresses an application of recently developed wavelet-based signal processing technique on a composite fracture behavior study. Here, the wavelet methodology is introduced, and a complete procedure of wavelet-based acoustic emission (AE) analysis methods developed by the author are demonstrated. In this research, the AE signals from glass fiber reinforced (GFR) composites are collected during the standard quasi-static tensile testing and transformed by the Daubechies discrete wavelets using the programs developed by the author. Based on AE tests, the fracture behaviors are studied for the material. In the study of GFR composite fracture behavior, classical linear fracture mechanics method is used for comparison. The exponential constant m value used to determine the relationship between stress and stress intensity factor are compared relative to the classical fracture mechanics and the AE techniques. In order to demonstrate the advantage of the wavelet-based AE techniques, the conventional AE analysis is also provided side-by-side for comparison. The results verify that the wavelet-based method better approximates residual strength relative to the classical AE techniques.In this paper, the results of the wavelet-based AE analysis of glass fiber composites are presented. The results indicate that wavelets-based signal processing is an efficient tool in the analysis and the transformation of AE signals.     

Ti-Ni形状记忆合金性能及应用研究进展

综述了近年来Ti-Ni形状记忆合金(SMA)的形状记忆效应、超弹性效应、温度记忆效应、生物相容性、耐磨性、阻尼及电阻特性等的研究进展:论述了Ti-Ni SMA在机械工程、生物医学及建筑工程领域和日常生活中的应用,并对今后的研究方向进行了展望.     

Development of an on-line tool-life monitoring system using acoustic emission signals in gear shaping

Sensing techniques for monitoring machining processes have been one of the focuses of research on process automation. This paper presents the development of on-line tool-life monitoring system for gear shaping that uses acoustic emission (AE). Characteristics of the AE signals are related to the cutting condition, tool material and tool geometry in the cutting of metals. The relationship between AE signal and tool wear was investigated experimentally. Experiments were carried out on the gear shaping of SCM 420 material with a pinion cutter having 44 teeth. Root-mean-square (RMS) AE voltages increase regularly according to tool wear. It is suggested that the maximum value of RMS AE voltage is an effective parameter to monitor tool life. In this study, not only the acquisition method of AE signals for rotating objects but also the signal-processing technique were developed in order to realize the in-process monitoring system for gear shaping. The on-line tool-life monitoring system developed has been successfully applied to gear machining processes.     

Geotechnical field applications of AE/MS techniques at the Pennsylvania State University: a historical review

Since the early 1970s there has been an accelerating interest in the use of acoustic emission/microseismic (AE/MS) techniques for the laboratory and field investigation of geological materials and structures. Basic AE/MS research and the application of AE/MS techniques to a variety of geotechnical problems has been under way in the Penn State Rock Mechanics Laboratory since 1965. To date, studies have involved a wide variety of field topics, including: cavern stability, stability of natural gas storage reservoirs, strata control in longwall coal mines, rock bolt stability monitoring, effects of blasting, mine and tunnel roof stability, subsidence monitoring and rock slope stability evaluation. This paper reviews the development of AE/MS research at Penn State, describes briefly a number of the major field studies undertaken, and discusses on-going and future research programmes.     

用声发射研究集料尺寸对混凝土受压力学性能的影响

声发射作为一种动态无损检测方法，在混凝土材料研究中得到了广泛应用。研究混凝土在受压情况下的声发射特性，对含有不同最大集料粒径的普通混凝土和高强混凝土作了测试，涉及声发射信号、最大集料粒径、抗压强度和压应变。实验结果表明，受压过程中探测到的声发射信号包含的信息可用于判定试件的稳定性；声发射信号与集料粒径有很好的相关性。     

声发射技术在金属电化学腐蚀与应力腐蚀研究中的应用

    综述了金属电化学腐蚀、应力腐蚀以及高温高压水环境下腐蚀过程中的声发射信号特征与产生机制,及目前研究现状与存在的问题,探讨了进一步研究的方向和思路.        

岩石力学试验中的声发射源定位技术

在岩石力学实验中，声发射源定位的研究方法，是实验室声发射研究的重要方面。在总结前人关于声发射源定位在实验硬件和定位算法两方面工作的基础上，从定位算法上着重分析了当前几种地震模拟岩石力学实验室声发射定位方法的利弊，指出了未来声发射定位方法可能的发展方向，并从定位算法上阐述了提高AE定位精度所必须克服的障碍。     

复合材料损伤过程的声发射研究方法

对声发射（ＡＥ）研究的基本方法作了简介,采用参数分析和波形分析方法对金属基和陶瓷基复合材料在变形损伤过程中的ＡＥ特征进行了研究,结果表明,通过记录声发射特征参数可以有效地判断复合材料各阶段的变形损伤机制。因此,利用这一手段可以更全面、更深入地了解复合材料伤破坏过程。     

中国声发射检测技术进展——学会成立25周年纪念

介绍国内外声发射检测技术的发展历程和现状，综述我国无损检测(NDT)学会活动情况、标准、仪器、人员及主要研究和应用领域的现状，提出了我国目前声发射检测急需解决的问题和发展趋势。     

声发射技术在热障涂层失效机理中的研究进展及展望

热障涂层（TBCs）具有优异的高温抗氧化、高温力学和抗热腐蚀性能而备受关注,广泛应用于航空发动机和燃气轮机热端部件中。热障涂层服役环境的恶劣和涂层体系结构的复杂,极易导致涂层发生界面分层或剥落失效,因此通过对热障涂层的裂纹萌生和扩展问题进行实时监测,对于失效机理研究显得尤为重要。简述光激发荧光压电光谱（PLPS）、红外热成像（IRT）、阻抗谱（IS）的原理及其在热障涂层失效行为研究中的应用,重点介绍声发射技术在热障涂层失效机理方面的研究成果。基于声发射的热障涂层失效过程的信号分析和深度处理,结合声发射技术在热障涂层中的参数分析和波形分析,对热障涂层失效过程及失效形态进行模式识别,通过损伤程度的定量评估来进行热障涂层的寿命预测。对声发射技术在热障涂层失效预测及寿命评估指明了方向,并创新性地对未来声发射技术在热障涂层的疲劳损伤方面研究趋势提出展望。