防喷器材料在拉伸过程中的声发射信号特性

用声发射技术研究防喷器材料ZG25CrNiMo裂纹试件的拉伸损伤与断裂行为。声发射仪器记录了ZG25CrNiMo裂纹试件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和波形分析方法对zG25crNiMo裂纹缺陷试件的声发射数据进行分析,得出材料在拉伸过程中的损伤类型以及各阶段所呈现的特性。试验结果表明,拉伸过程中破坏机制对声发射信号的特征具有显著影响,不同损伤阶段的信号频谱特征存在差异。     

基于无监督深度学习的声发射信号聚类分析

为提高声发射信号检测诊断的自动化程度,直接从声发射波形出发,提出了一种基于深度神经网络与聚类分析的声发射信号分类方法。针对声发射信号标签数据难以获取的问题,采用无监督学习方式,根据大量声发射实测波形进行深度一维卷积自编码器训练,实现了声发射信号特征的自动提取,进而结合K均值聚类算法准确区分不同类型的声发射信号。铅芯在复合材料板上突然断裂和摩擦的声发射试验表明,提出的方法能自动识别不同类别的声发射信号,识别效果优于基于人为设定声发射信号特征的聚类方法。     

储罐声发射检测信号的聚类分析

聚类分析作为一种先进的无监督模式识别技术,能在无先验知识的情况下对数据进行分类并揭示数据内部结构。通过优化K均值聚类算法,并应用浮动门槛值重新计算声发射检测波形数据的常用特征参量作为聚类算法的输入向量,采用浮动门槛计算得到的特征向量更能反映声发射波形特征,取得良好的聚类效果。通过现场储罐声发射检测数据实例的聚类分析,结果表明K均值聚类能有效地区别不同声源和传播途径的声发射信号,具有很好的去噪效果,能有效提高罐底声发射检测评价准确度。     

30CrMnSi三点弯曲过程的声发射特性研究

利用全波形声发射技术记录了30CrMnSi高强度合金钢在三点弯曲载荷下整个破坏过程的声发射信号。在研究了声发射累计振铃计数随栽荷变化的基础上，得出裂纹的发展过程大致可分为三个阶段。采用参数分析法和频谱分析法对裂纹发展的三个阶段声发射信号进行了统计和分析，得出声发射信号频率的升高和幅值的增加是构件逐渐破坏的特征。     

Q345R疲劳损伤过程声发射信号特征分析

制冷系统压力容器应用非常广泛，对于该类在役压力容器还没有可靠的实时动态监测方法。提出采用声发射检测技术对制冷系统压力容器进行实时监测，通过对容器制造材料Q345R钢的疲劳载荷试验，采集材料损伤全过程的声发射信号进行特征参数分析、波形和频谱分析，发现材料从裂纹萌生到断裂失效过程的转折点，并对不同损伤阶段声发射信号波形和频谱的特性进行对比研究，找出各个阶段声发射信号的特征，为实现Q345R声发射动态监测和评价提供可靠依据。     

某型飞机疲劳试验过程中声发射信号的处理

对某型飞机疲劳试验过程中的噪声信号和裂纹信号的特性进行了分析,针对裂纹信号的各个特性提出了不同的分析方法。运用参数分析和波形分析相结合的方法,成功地对某型飞机疲劳试验的数据进行了事后分析,获得与疲劳裂纹或者疲劳损伤声发射信号相关的一些典型特征,从而有助于了解试验过程中产生疲劳损伤的一些细节信息。这些结果对未来疲劳试验过程中的声发射监测具有重要参考价值和指导意义。     

不同裂纹尺寸铝板的电磁声发射特性

利用电磁学电致涡流原理,采用有限元方法,建立了电磁声发射数学模型,对含裂纹的铝板进行了电磁场数值模拟,分析了裂纹尺寸对裂纹尖端洛伦兹力的影响,并在实验室条件下,对不同尺寸裂纹进行了电磁声发射试验。结果表明,通过幅值参数可以判断试件有无缺陷,在频谱分析时,信号的高频成分有峰值现象。利用小波包分析方法对声发射信号波形进行了分解与重构,发现在裂纹长度或者深度增加时,高频信号的波形和频谱的峰值电压也逐渐变大,仿真分析与试验结果一致。     

防喷器壳体材料疲劳试验的声发射信号分析

根据新防喷器声发射检测遇到的数据难分析、难评定等问题,针对防喷器壳体材料进行多种疲劳试验,在试验过程中全程采集声发射信号数据。通过对比不同的试验数据,分析出防喷器壳体材料中缺陷扩展和典型干扰的信号特征,以及材料在疲劳过程中声发射信号特征的变化趋势。并且把这些分析结果应用到新防喷器的检测中,检测证明整个分析非常正确。     

起重机箱形梁结构表面裂纹扩展的声发射特性

采用声发射技术监测带有表面焊接裂纹的箱形梁结构的三点弯曲试验。分析了箱形梁试件受载弯曲过程中裂纹扩展的声发射信号特征,比较了加载过程中不同载荷水平下定位源信号的声发射参数特征。研究发现,表面裂纹扩展的声发射信号为突发型信号,其幅度主要为45～60dB,频率主要分布在100～450kHz。试验结果表明,线定位方法可以对箱形梁试件中的裂纹缺陷进行准确定位。     

钢结构疲劳损伤声发射监测

采用声发射技术对已开裂的焊缝进行监测,实现了在复杂的环境噪声中识别出裂纹活动信号。通过分析疲劳裂纹损伤产生的原因以及材料在交变载荷作用下产生声发射的机理,得到表征焊缝裂纹活动过程的信号特征。试验表明,声发射技术对钢结构裂纹损伤的活度、强度具有较大的敏感性,可以实现对裂纹损伤状态发展变化的实时监测。     

复合材料拉伸过程的声发射特性研究

为了研究16MnR／0Cr18Ni9Ti复合材料断裂过程的声发射特性,可以利用声发射技术对16MnR／OCr18Ni9Ti复合材料试件的拉伸过程进行全程监测。研究表明,材料拉伸断裂过程中,声发射信号丰富明显,可测性良好,并且不同破坏阶段的声发射信号具有不同的特征。通过对不同拉伸阶段声发射信号的参数分析,可以了解材料不同变形阶段的声发射特性,并据此来分析材料损伤的发生、发展及演变过程。与传统的力学试验方法相比,声发射技术在研究复合材料断裂过程方面具有明显的优势。     

蜂窝夹层复合材料的压缩损伤声发射特征

应用声发射技术对蜂窝夹层复合材料压缩损伤过程进行了试验研究。分析载荷与声发射信号关联图,依据其损伤过程和声发射特征,发现随着加载条件下载荷的增加,复合材料的损伤逐步增大。在加载初始阶段,仅有少量声发射信号,各种表征信号量小幅度增加;在加载中期,声发射信号增多,各种表征信号量不断增大;在加载后期,声发射信号有明显突增,各种表征信号量急剧增加。复合材料压缩损伤破坏与声发射的幅值、能量、撞击、上升时间、持续时间和计数等参量特征相关。根据各阶段特征参量滤波后所得信号分布与实际断裂位置相吻合。     

铝合金P-MIG焊接过程熔滴过渡行为的结构负载声发射表征

通过在线检测铝合金PMIG焊接过程的结构负载声发射信号,研究熔滴过渡行为的表征,以及熔滴过渡形式变化对声发射信号特征参数的影响. 结果表明,焊接过程中检测到的结构负载声发射信号时域波形包含了较多的PMIG焊接过程熔滴过渡特征信息,利用时域波形及其平均振铃计数、平均正峰值等特征参数可以对PMIG焊接过程中的熔滴过渡现象进行表征. 当熔滴过渡频率相同时,随着熔滴过渡对液态熔池的冲击作用增大,声发射信号特征参数相应增大;当熔滴过渡频率不同时,熔滴过渡频率越大,熔滴体积越小,对液态熔池的冲击作用越小,声发射信号特征参数相应减小.     

Pitting and uniform corrosion source recognition using acoustic emission parameters

Acoustic emission (AE) can be used to detect corrosion in various applications. In cases of severe background noise, good noise elimination techniques and source identification approaches are required to increase signal-to-noise ratio. In this paper, a new AE parameter is presented as an alternative to AE activity for classification of corrosion sources. The duration and frequency of AE signals are found to be helpful in identifying the source of pitting and uniform corrosion processes. Results are explained in terms of theories of corrosion mechanisms and AE, as well as using experiment results. Finally, new AE source-based approaches to monitor both corrosion processes are proposed.     

飞机蜂窝复合材料板压缩过程的声发射定位研究

声发射检测的主要目的是发现声发射源和有关源的信息,声发射源定位是声发射检测中至关重要的指标,其准确程度反映了声源的检测位置与实际缺陷源位置的符合程度。本研究针对复合材料的特性,结合实际情况进行了声速和衰减测量实验,并通过断铅实验对复合板进行声发射定位。通过对复合材料板压缩实验的在线监测,基于声发射信号参数的提取及关联图分析,给出了各损伤阶段的参数特征,以及声发射监测区域内的裂纹萌生扩展断裂的时间和位置。研究结果表明,复合板实际断裂位置与声发射监测得出的位置相吻合。     

C/SiC复合材料拉伸过程的声发射研究

利用声发射（AE）技术对C／SiC复合材料试样拉伸试验过程进行动态监测。通过声发射多参数分析法对拉伸过程中的声发射累计能量和平均持续时间随载荷或时间的变化进行了综合分析；同时对拉伸过程中典型AE信号的频率特征进行了分析，揭示了C／SiC复合材料拉伸损伤的演化过程及规律，给出了材料拉伸损伤发展的不同阶段以及各阶段损伤类型。通过声发射累计能量随载荷变化的斜率突变定义了材料临界损伤强度。     

The Use of Acoustic Emission to Characterize Fracture Behavior During Vickers Indentation of HVOF Thermally Sprayed WC-Co Coatings

This paper describes how acoustic emission (AE) measurements can be used to supplement the mechanical information available from an indentation test. It examines the extent to which AE data can be used to replace time-consuming surface crack measurement data for the assessment of fracture toughness of brittle materials. AE is known to be sensitive to fracture events and so it was expected that features derived from the AE data may provide information on the processes (microscale and macroscale fracture events and densification) occurring during indentation. AE data were acquired during indentation tests on samples of a WC-12%Co coating of nominal thickness 300 μm at a variety of indentation loads. The raw AE signals were reduced to three stages and three features per stage, giving nine possible indicators per indentation. Each indicator was compared with the crack profile, measured both conventionally and using a profiling method which gives the total surface crack length around the indent. A selection of the indents was also sectioned in order to make some observations on the subsurface damage. It has been found that reproducible AE signals are generated during indentation involving three distinct stages, associated, respectively, with nonradial cracking, commencement of radial cracking, and continued descent of the indenter. It has been shown that AE can give at least as good a measure of cracking processes during indentation as is possible using crack measurement after indentation.     

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。