风电叶片复合材料弯曲损伤破坏声发射监测

通过对含纤维断裂缺陷的风电叶片玻璃钢复合材料三点弯曲试验,研究风电叶片复合材料弯曲损伤破坏及其声发射响应特征。试验研究表明,复合材料三点弯曲试件载荷一挠度曲线近似为直线,表面20层纤维断裂缺陷导致复合材料强度急剧下降;含中间20层纤维断裂缺陷试件与无缺陷试件相比,强度和刚度相差不大;纤维断裂缺陷使复合材料的破坏形式发生变化。声发射监测数据显示,风电叶片复合材料弯曲损伤破坏与声发射的幅度、能量、撞击、上升时间、持续时间和计数等参量特征相关。     

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。     

飞机复合材料拉伸过程损伤的声发射特性分析

利用声发射技术开展对拉伸载荷下飞机复合材料T型结构件的损伤发生过程研究,对复合材料试件拉伸载荷下损伤产生过程的机理进行了初步探讨。采用参数分析方法对拉伸试验采集到的声发射信号进行分析,得到该T型结构件拉伸过程中基体开裂、分层、纤维断裂至完全丧失承载能力时的声发射信号特征及其对应的载荷。结果表明,声发射技术能够准确预测复合材料T型结构件拉伸载荷下的损伤发生过程,可为该类结构件的检测提供参考。     

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。     

H62铜合金试件拉伸过程声发射监测与数据分析

铜材料由于具有较好的耐腐蚀性,近年来被广泛应用于化工等行业。应用声发射检测技术对铜制承压设备进行检测是较为有效的方法之一。制作了H62型号的铜拉伸试件,并对拉伸过程进行了声发射监测。研究结果表明,铜材料的弹性阶段较短;对于铜拉伸试件,由于其材料黏弹性较高,出现破坏时,高幅值信号较少;相同铜试件,有效声发射信号个数与加载速率有关,加载速率越快,有效声发射信号越多;铜材料声发射信号的波形峰值频率一般出现在210-340kHZ范围。相关结论可以为开展铜制承压设备的声发射监测提供参考。     

拉伸载荷下陶瓷基高温复合材料损伤状态特征分析

基于声发射(AE)信号和计算机断层扫描(CT)成像技术,开展了高温复合材料的内部损伤状态分析。通过声发射技术获得复合材料损伤时的宏观应力波信号,分析得到声发射信号的频率等波形特征参数;通过计算机断层扫描得到复合材料结构内部微细观三维损伤图像,判断存在的损伤类型。结果表明,不同工艺陶瓷基高温复合材料在拉伸载荷下,内部会产生不同类型的损伤,纤维束与基体之间的脱黏开裂所对应的声发射信号特征频率为44 kHz,基体失效的特征频率为150 kHz,纤维束断裂损伤的特征频率为250 kHz。     

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。     

2D-C/SiC陶瓷基复合材料拉伸试验的声发射特性

对2D-C/SiC陶瓷基复合材料试样在室温条件下单调拉伸试验和循环拉伸试验的损伤声发射信号进行研究,利用无监督层次聚类分析方法对单调和循环拉伸试验的声发射信号进行损伤模式识别,得出了两种拉伸试验下试样都有相同的损伤分类。对每次单调加/卸载试验分别进行应力和声发射信号分析,得到了在循环加载区间和卸载区间试样的损伤情况。对比分析两种拉伸试验的声发射信号,得到两次试验中首次加载相同应力时,两个试样有同一种类的声发射损伤信号,从而说明循环加载对试样的主要损伤影响较小。     

基于数字图像和声发射技术的4130X钢拉伸断裂损伤状态监测

4130X钢是压缩天然气高压气瓶组的主要材料,为得到其受载作用下的损伤演化规律,采用数字图像相关技术(DIC)与声发射技术相结合,开展了 4130X钢拉伸断裂损伤状态监测试验.采用拉伸试件表面应变标准差(SD)表征其损伤演化规律,并与损伤过程声发射信号特征参数经历分析相结合,得到了 4130X钢在弹性微损伤、塑性损伤、...     

V型切口板材试件拉伸断裂过程中的声发射特征

制作了直V型切口和斜V型切口板材试件,设计了板材拉伸断裂声发射监测试验。结合金属断裂力学性能和红外热图,分别对两种切口板材主要声发射参数与断裂过程的相关性进行深入分析,研究试件损伤过程的声发射参数表征以及某些参数特征。结果表明,声发射能量计数、振铃计数、撞击、幅度和频谱峰值能较好地表征试件损伤过程。证明了声发射技术应用于钢制结构损伤实时监测和预警的可行性,并得出某些声发射参数的重要特征。     

用声发射技术研究水泥基复合材料脆性

观测了不同种类混凝土三点弯曲梁的声发射（AE）特性,发现掺加纤维对声发射特性有明显影响。掺加纤维的混凝土梁,声发射事件突发性明显减小,采用Weibull函数方法定量分析了材料特性对混凝土试件的声发射特性、断裂特性及脆性的影响。结果表明,参数m和θ具有明显的物理意义,m值表征由材料特性引起的脆性,而θ值表征由试件几何尺寸引起的试件脆性。     

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。     

高温环境下钛合金拉伸损伤声发射试验

针对高温环境钛合金损伤在役监测需要,提出了采用声发射技术对其进行实时动态监测。通过模拟真实机匣内高温环境,对TA15钛合金进行高温拉伸损伤力学声发射监测试验。确定了钛合金为波导杆的材料,将焊接了波导杆的钛合金试件进行不同拉伸速率下的高温拉伸试验。试验结果表明,不同温度下TA15钛合金的力学性能呈现有规律的变化,声发射技术可以成功地监测和表征钛合金的损伤演变,计数能够明显地反映出高温下拉伸试验的不同力学阶段。     

基于声发射技术的CFRP钢管混凝土受弯破坏过程

研究了CFRP钢管混凝土在弯曲荷载作用下的破坏过程及声发射变化规律。结果显示,整个破坏过程可分为弹性段、弹塑性段、下降段和软化段四个阶段,而声发射参数变化及波形特征与试件破坏过程表现出较好的对应关系。证明了利用声发射技术能有效地监测CFRP钢管混凝土弯曲过程损伤程度和破坏历程。     

锆金属拉伸的声发射特性

通过锆材拉伸过程的声发射测试,研究了锆金属拉伸过程中的声发射参数和频率特性。研究结果表明,通道撞击等参数能较好地表征锆金属拉伸过程不同阶段的损伤状况,拉伸过程中声发射信号频率约0～500 kHz,中心频率约为130 kHz。研究结果对锆制压力容器现场声发射检测和监测具有重要的参考意义。     

基于小波包特征熵的碳纤维复合材料损伤声发射信号特征提取方法

针对碳纤维复合材料层合板弯曲失效过程开展了声发射监测试验,并对试验采集的声发射信号进行了K-均值聚类分析,提取了不同损伤类型的声发射信号,对每种损伤类型的信号利用小波包特征熵的分析方法,选取能反映不同损伤类型的特征参数,实现对碳纤维复合材料不同损伤信号的有效识别,为碳纤维复合材料的损伤监测提供了理论依据。     

2.25Cr-1Mo材料在拉伸过程中的声发射信号聚类分析

声发射(AE)技术能用来区分发生在受载材料内的不同损伤模式,而聚类分析能在无先验知识的情况下通过揭示数据内部结构对数据进行分类。声发射波形包含了丰富的声发射源信息,而常规的特征参数并不能满足深层次的声源识别要求。文章尝试从波形的频率分布特征、形状特征和强度特征三个方面分别选取小波变换能量特征系数、波形裕度因子和幅值作为描述声发射波形的新参数。基于波形新参数的聚类分析能有效地区分加氢反应器材料2.25Cr-1Mo带裂纹和无裂纹试件拉伸过程中屈服阶段塑性变形信号、微裂纹扩展信号和断裂失稳信号。     

风力机叶片主梁材料缺陷演化研究

本文以含分层缺陷的风力机叶片主梁复合材料为研究对象,采用单轴拉伸测试实验和声发射技术对分层缺陷演化进行研究。通过对分层缺陷复合材料在单轴拉伸过程中产生的声发射信号进行小波包分解,并对分解后的各层频谱和能量分布进行分析。研究结果表明:采用小波包时频、小波包能量谱联合分析,能够有效识别加载过程中的缺陷演化状态对应的声发射信号特征。得出了不同损伤模式即纤维断裂、基体开裂和层间断裂的频率分布范围。为分析主梁材料破损全过程的力学及声发射特性提供了一条新思路。     

T700／环氧复合材料拉伸损伤机理声发射实验研究

以声发射技术为手段,对T700／环氧复合材料试样进行了拉伸损伤实验,依据其损伤过程和声发射特性,发现在加载初期主要发生的是基体、界面的损伤;加载的后期微损伤发生的数量不多,但是损伤性质严重,其主要是碳纤维损伤;同时拉伸过程声发射信号存在峰值和”平静期”,且重复性很强。     

自然时效及受到辐照时玻璃钢管道声学与力学性能的关联性

对油田常用玻璃钢管道进行了辐照加速时效试验和自然放置试验,分析了玻璃钢管道的环向拉伸性能和剪切性能;利用声发射仪以及采用断铅的方式测得不同试验周期下管道的声学参数,得出自然环境下和辐照加速时效下玻璃钢管道的力学性能和声学性能规律,运用灰色关联法计算了声学-力学关联度。结果表明,环向拉伸力学性能和断铅信号波速的关联度达到0.7以上。