基于声发射检测的碳布／环氧树脂复合材料压缩损伤评价

用声发射仪器监测二维编织碳布／环氧树脂复合材料的压缩损伤过程。通过载荷与声发射特征关系图,判断出其在损伤过程中的临界失效载荷,作为判断材料临界损伤强度的依据。通过对碳布／环氧树脂复合材料在压缩损伤过程中产生的声发射信号进行小波包分解,并对信号进行频谱分析以及对小波包分解后的各层进行能量分析,得出了声发射源即纤维断裂信号、基体断裂信号和层间开裂信号的频率分布范围。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

人工神经网络在碳/环氧复合材料声发射检测中的应用

介绍了人工神经网络技术的基本概念、BP网络的基本结构和原理等。通过实验证明，选择合理的神经网络结构、建立有效的训练样本集、确定合理的参数及训练方法，就能在声发射检测中用神经网络方法对碳／环氧复合材料的各种类型损伤进行正确的识别。     

复合材料试验件受外载荷作用的声发射信号特征

复合材料试验件缺陷在载荷的作用下均有可能扩展而成为声发射源,对这些缺陷在试验件受载过程中的区分及定位日益成为声发射信号数据分析的主要方面。对复合材料试验件外载荷试验中声发射信号的特征进行简要分析,对大幅值长时间的信号及大幅值短时间的信号能量分布及通道分布进行了试验分析。结果表明,声发射信号可以较准确反映试验件受外载荷过程中的变化及损伤区域,能粗略区分损伤类型,但定位精度有待进一步提高。进一步验证了,幅值大发射时间长的信号可表示试验件的宏观分层损伤,而幅值大发射时间短的信号可表示试验件产生的纤维断裂损伤,并可表示损伤区域发生的变化。     

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。     

利用声发射技术检测储罐的腐蚀损伤状态

研究了采用声发射技术检测大型氧化剂储罐腐蚀损伤状态的可行性。根据液体火箭氧化剂储罐主要的结构材料5A03铝合金在实际使用中的腐蚀机理,选取不同浓度的硝酸作为腐蚀介质,建立5A03铝合金腐蚀的试验方案,利用声发射技术对腐蚀过程进行监测,获得了各浓度水平下的声发射信号。试验结果表明,声发射信号撞击数的多少能够反映合金不同的腐蚀损伤程度,不同浓度硝酸中5A03铝合金腐蚀声发射信号的上升时间、持续时间、振铃计数、能量等特征参数的分布具有较大差异,可通过90％的分布区间加以区分。利用所建立的BP神经网络能够以很高的正确率对5A03铝合金储罐腐蚀损伤程度进行模式识别。     

红外热像检测技术应用于蜂窝结构复合材料的检测能力评价

通过对人工缺陷样件进行设计和试验,研究了红外热像技术对玻璃纤维蒙皮、纸蜂窝夹层结构件的检测能力。通过试验得出了以下结论：闪光灯激励的红外热像检测技术目前可以检测出玻璃纤维蒙皮内部埋深2mm、直径6mm和直径10mm的分层缺陷。对于玻璃纤维蒙皮厚度为1mm的蜂窝夹芯结构件,应用红外热像检测技术可以检测出蒙皮与蜂窝芯间直径为6mm的脱粘缺陷。对于玻璃纤维蒙皮厚度为2mm的蜂窝夹芯结构件,应用红外热像检fjn4技术可以检测出蒙皮与蜂窝芯间直径为10mm的脱粘缺陷。     

胶合板拉伸过程中的声发射特征

针对传统的力学试验方法对胶合板破坏过程的表征不足,提出了用声发射检测技术全程监测胶合板拉伸破坏过程。试验表明,材料的损伤破坏具有阶段性,不同阶段的声发射信号特征有明显的区别。研究发现声发射特征参数能够表征材料受载过程中的损伤演化规律和损伤类型,能直观地反映材料的损伤特征。因此,声发射检测技术可作为材料测试、质量评定的有效手段,也是传统力学方法的有益补充。     

不同拉伸条件下碳／环氧复合材料损伤的声发射特性

为了研究复合材料在动载荷和恒载情况下的损伤机理,在不同加载速度和恒载情况下,对T700／环氧复合材料进行了拉伸损伤声发射试验研究。从其损伤过程和声发射特性发现,在较低速率下,该复合材料断裂强度对拉伸速率变化不够敏感;但随着拉伸速率的增大,基体及界面损伤的高峰出现时间逐渐提前,断裂时损伤越来越不完全;恒载声发射效应反映了复合材料抗蠕变损伤的能力,而其收敛能力的大小反映了复合材料构件历史损伤的严重程度。     

金属塑性成型过程中摩擦声发射信号特征

在金属塑性成型的过程中,在较大的正压力作用下,变形金属与模具之间存在着摩擦力,导致除了浪费能源以外,还会使金属坯料的变形不均匀。采用声发射技术,检测了模拟金属滑块和滑板在三种匀速运动及三种正压力的情况下,产生的塑性变形摩擦声发射信号的变化。试验结果表明,在特定条件下,随着正压力的增加,声发射信号的计数和幅度减少。     

声发射法在复合材料飞轮试件损伤检测中的应用

采用声发射法对复合材料飞轮试件高速旋转时的损伤信号进行采集.借助体视显微镜、光学显微镜和着色法等辅助检测方法,使损伤类型与损伤信号一一对应.用经过训练的人工神经网络对飞轮试件的损伤模式进行了有效识别.试验还研究了飞轮试件的最终失效原因是由于环向裂纹的贯穿造成的.     

不同拉伸速度下的碳布/环氧树脂复合材料声发射评价

采用电子万能实验机控制,分别以1、2、5 mm/min的加载速度对碳布/环氧树脂复合材料进行拉伸,在拉伸过程中用声发射检测设备采集拉伸过程中产生的声发射信号,建立采集的声发射信号特征与时间、载荷的相关图,通过对相关图的分析,判断碳布/环氧树脂材料在拉伸过程中的损伤情况,并结合相关图分析不同拉伸速度对碳布/环氧树脂复合材料的影响,判定碳布/环氧树脂复合材料的临界失效载荷。结果表明:声发射检测可用于评价复合材料加载过程中的损伤情况,可将最大承载载荷的70%～80%作为碳布/环氧复合材料的失效参考载荷。     

缺陷试板拉伸过程声发射信号特性的相关性分析

为了研究含不同缺陷的16MnR焊接试样的声发射信号特征参数的分布特点及相关性,制作了板状焊接试样。分别进行了含气孔、条渣、未焊透及无缺陷试样的拉伸试验。对试验中声发射信号的计数、能量和幅值的分布特点及其相关性进行了分析,得出了不同缺陷的特征参数分布特点和各参数之间的相关性。提出了运用特征参数的分布特点、相关性分析及特征参量累积分析可以确定某一类型含缺陷材料的声发射特性。但由于缺陷的形状特征、尺寸及混合特性不同,得出的特性曲线和特征点也会不同。尽可能建立多种缺陷的声发射信号特性参数的试验数据,利用各种方法对试验数据进行分析,才能为检测人员更好地评估设备的完整性提供支持。     

声发射技术在防喷器检测中的应用

简要介绍了国内声发射技术在防喷器检测的应用现状。总结了声发射技术检测的在用防喷器使用状况表,对不同型号的防喷器和使用时间不同的防喷器进行分析,统计出防喷器的使用状况规律。根据声发射的检测结果分析了防喷器的缺陷成因,为防喷器的继续使用和维修提供依据。声发射技术应用于防喷器的检测非常成功,最后提出了目前急需解决的问题和发展趋势。