异种钢接头热影响区裂纹扩展声发射特征信号分析

文中以P92钢与Ni基焊材焊接热影响区为研究对象,通过采集紧凑拉伸试验过程中异种钢接头热影响区启裂及裂纹扩展的声发射特性信号,分析裂纹扩展的声发射信号幅值、频率分布、能量及振铃计数等特征参数,同时分析声发射特征信号与断口形貌之间的对应关系。结果表明：裂纹扩展声发射信号均为突发型信号,频率主要集中在50～200 kHz;裂纹稳定扩展的声发射信号具有平均幅值较低、总能量和振铃计数率参数变化平缓的特点;裂纹失稳扩展的声发射信号具有平均幅值较高、总能量和振铃计数率参数呈瞬时增加的特点;裂纹稳定扩展阶段的声发射特征信号与韧性断口特征相对应;裂纹失稳扩展阶段的声发射特征信号与准解理断裂或解理断裂特征相对应。     

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。     

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。     

基于不同频率下疲劳裂纹扩展时声发射特性分析

为了探究Q345R材料在循环载荷作用下的性能,开展不同频率下疲劳裂纹扩展实验,对照疲劳载荷过程中的损伤过程,提取声发射信号特征参数并进行综合分析。研究发现不同加载频率下,材料疲劳裂纹扩展长度与循环次数的关系;同时通过声发射在线监测其过程中的特征参数,发现疲劳裂纹扩展和断裂过程中的规律性,为声发射技术应用于Q345R材料的在线检测提供了参考。     

声发射检测在复合固体推进剂断裂实验中的应用

以固体推进剂的断裂过程为研究对象,利用先进的声发射试验系统,研究了复合固体推进剂在断裂时的声发射事件特性,揭示了材料断裂韧性和声发射特性间的关系。试验结果表明,材料在裂纹失稳扩展时爆发出强烈的声发射信号。     

Q345R钢拉伸损伤过程声发射特征参数表征及定量评价

针对在工业应用中需要动态监测Q345R钢损伤的问题,提出了采用声发射检测技术对其损伤过程进行表征和定量评价。通过建立拉伸测试和声发射检测系统,对制备好的标准拉伸试块进行试验,提取其声发射信号特征参数,对照拉伸载荷图,分别进行特征参数历程图、累积量分析以及定量评价研究。试验结果表明,两种特征参数的分析方法都能对Q345R钢拉伸损伤过程的各个力学行为阶段进行表征,而且累积量分析能更准确清晰地区分各个力学行为阶段的分界点,为材料的定量评价提供参考依据。     

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。     

箱板装配式钢结构焊接残余应力的数值模拟与研究

文中旨在对箱板装配式钢结构的焊接残余应力进行研究。由于箱板装配式钢结构通常选用Q235B钢和Q345B钢,故对这2种钢材的焊接残余应力进行研究。通过Abaqus关联Dflux热源子程序对Q235B与Q345B钢板进行焊接模拟,并利用超声波检测方法对钢板进行焊接残余应力测试。结果表明：钢材的屈服强度对焊接残余应力有显著影响;在焊缝热影响区上的纵向残余应力以拉应力为主,在整个焊件上的横向残余应力既存在拉应力,也存在压应力;钢板残余应力试验结果与模拟结果基本吻合,验证了Abaqus模拟钢板焊接的可靠性。     

基于小波变换的声发射模拟信号特性分析

小波变换作为一种新的信号处理方法,可对任一时刻、任一频段的声发射信号进行时频分析.通过基于Gaussian方程的Gabor小波及其Fourier变换,研究了Q235B钢板中三种声发射模拟信号的特点及三种信号的区分和识别.试验表明,基于小波变换的信号处理方法对于研究实际声发射信号的特点、声发射源的特征和定位以及传感器选择有一定的帮助.     

基于Hilbert-Huang变换的电化学噪声解析及其应用

借助Hilbert-Huang变换 (HHT) 研究了Q345B碳钢在模拟混凝土孔隙液中的电化学噪声信号的时频谱,发现相比离散小波变换 (discretewavelet transform,DWT),HHT在噪声信号识别过程中具有更高的时频分辨率和稳定性,能够从本质上提高对电化学噪声中耦合的亚稳态点蚀信号的解析精度。针对Q345B碳钢处于钝化态、亚稳态点蚀萌发和稳态点蚀生长等不同阶段的噪声特点,提出了一套基于HHT边界谱的腐蚀状态量化指数与腐蚀特征识别方法。借助于在线电化学噪声监测装置,HHT算法将可用于诊断工业环境的腐蚀形态和腐蚀发展趋势。     

镁合金拉伸过程中损伤模式的声发射识别（英文）

为了识别不同的损伤模式,采用声发射技术对AZ31镁合金拉伸开裂过程进行实时监测。结果显示,拉伸开裂经历了弹性变形、塑性变形、微开裂、稳定扩展和失稳扩展的损伤过程。通过声发射的多参数分析,确定了4种损伤模式,即塑性变形、微开裂、稳定扩展和失稳扩展。位错滑移导致的塑性变形信号幅度小于70 d B,而孪晶信号的幅度位于70~100 d B之间。微开裂信号能量位于2400到4100 a J之间,而信号上升时间小于800μs。稳定裂纹扩展信号具有较高的峰值前计数,主要分布在20~50范围内,而其振铃总计数却较低,主要分布在20~2000范围内。裂纹失稳扩展信号的平均频率分布在100 k Hz左右,持续时间在2000~105μs范围内。还对不同开裂阶段的损伤机理和声发射源进行了讨论。通过实验测试和讨论,利用不同的声发射信号参数,可以有效识别镁合金开裂过程中同时出现的不同损伤形式。     

Q345R钢焊接缺陷声发射信号的时频分析

利用短时傅里叶变换(STFT)、Wigner-Ville分布(WVD)、小波变换(WT)、HilbertHuang变换(HHT)四种时频分析方法对含焊接夹渣的Q345R钢在弯曲过程中各个阶段的声发射信号进行比较研究,确定了各个阶段声发射信号的时频特性及能量分布。研究结果表明,弯曲变形过程中,各个阶段的声发射信号各不相同;HHT具有最高的时频分辨率,WT次之,WVD紧随其后,STFT最差;弹性变形阶段信号的能量主要分布在25~80kHz之间,塑性变形阶段信号的能量主要集中在80~120kHz之间,裂纹扩展阶段信号的能量主要集中在140~170kHz之间。     

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。     

腐蚀疲劳过程的声发射

利用声发射技术研究了SM50B-Zc低强结构钢在淬火及正火两种状态下在空气和流动的3.5％NaCl水溶液中的疲劳过程。试验结果表明:在声发射振铃计数率与疲劳裂纹扩展速率及应力强度因子范围之间有良好的对应关系。     

Q345B热轧钢带冷弯断裂成因及解决方法

通过对比分析Q345B热轧钢带冷弯断裂试样和合格试样的力学性能、金相组织、微观夹杂物数据及对应连铸板坯试样的化学成分和低倍检验数据,并借助扫描电镜及能谱分析仪进行断口分析,得出连铸板坯横截面1/4~1/5位置中间裂纹是造成此次钢带冷弯断裂的主要原因,并提出了通过优化连铸工艺等措施有效控制铸坯中间裂纹的形成,从而解决Q345B热轧钢带冷弯断裂问题的方法,取得了显著效果。     

T700型碳纤维复合材料拉伸损伤的声学评价方法

利用非线性超声和声发射检测技术对T700型碳纤维复合材料加卸载试验过程中的损伤变化过程进行了研究。重点分析了试件不同载荷阶段的超声非线性系数的演化规律,并结合声发射特征参量分析了Felicity比,将Felicity比和非线性系数变化曲线与不同加载阶段的对应关系相互验证。试验结果表明,超声非线性系数对T700型碳纤维复合材料损伤有较高的敏感性,通过其时域经历能反映出损伤的动态变化规律,且与声发射Felicity比有较好的一致性,因此可以将超声非线性系数作为评价静拉伸试验过程中损伤严重性的新方法。     

声发射源多传感器数据融合识别技术研究

波形数字声发射技术的发展给声发射源的特性识别带来了可能。噪声的影响和声发射信号传播过程的复杂性给声源的识别带来一定的困难。为了解决干扰情况下声发射源的定性问题，提出了在决策层上的多传感器数据融合的识别方法。利用定位传感器组中各个传感器得到的数据，同时考虑在同一个定位组中各个传感器所得数据的置信度不同，来对声发射源性质进行识别。实验结果证明，数据融合后声发射源特性识别的可靠性明显大于单个传感器，表明了多传感器融合识别的可能性和有效性。     

Q345B钢铸坯断裂原因分析与预防措施

对Q345B钢连铸坯的断口形貌进行了宏观分析,结合光学显微组织的观察与分析,研究了连铸坯断裂的原因。结果表明：Q345B钢连铸坯内部存在中间裂纹,冷却过程中在热应力、相变应力及铸坯自重共同作用下进一步扩展,导致铸坯断裂。通过加强设备的维护与检修,优化扇形段二冷制度, 低过热度浇铸和稳定铸坯拉速等工艺措施预防铸坯断裂。     

Al-Ni复合涂层的结合强度及耐蚀性能研究

目的 研究冷喷涂Al-Ni复合涂层的结合强度和耐蚀性能,尝试通过在Q345R钢材表面制备防护涂层的方法来改善Q345R钢的服役寿命。方法 采用冷喷涂技术在Q345R板材表面制备纯Al涂层和Al-Ni复合涂层,利用SEM观察、拉伸试验、腐蚀质量损失试验和EIS测试等技术,测试与分析涂层的结合强度和耐蚀性能,研究Ni粉的含量对涂层的孔隙率、显微组织、涂层–基体间结合强度和耐蚀性能的影响规律。结果 涂层与Q345R钢结合良好,在500倍电子显微镜下,界面处没有观察到明显的孔洞与裂纹。由于Ni颗粒的夯实作用,Al-Ni复合涂层的致密性有所提高。相比纯Al涂层,Al-10Ni复合涂层的界面结合强度有略微提升,断裂失效形式为典型的界面粘结断裂。Al-15Ni复合涂层的界面结合强度提升明显,其强度为31 MPa。腐蚀结果显示,纯Al涂层和Al-Ni复合涂层的腐蚀质量损失率较基体材料Q345R钢都明显降低,耐蚀性能有所提升。其中纯Al涂层的耐蚀性最好,腐蚀质量损失率为0.26 g/(cm²·a),而Q345R基体的腐蚀质量损失率为2.95 g/(cm²·a)...     

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 通过对比分析Q345B热轧钢带冷弯断裂试样和合格试样的力学性能、金相组织、微观夹杂物数据及对应连铸板坯试样的化学成分和低倍检验数据,并借助扫描电镜及能谱分析异进行断口分析,得出连铸板坯横截面1/4～1/5位置中间裂纹是造成此次钢带冷弯断裂的主要原因,并提出了通过优化连铸工艺、增加电磁搅拌等措施有效控制铸坯中间裂纹的形成,从而解决Q345B热轧钢带冷弯断裂问题的方法,取得了显著效果。