泡沫铝准静态压缩变形的声发射特征研究

为了研究泡沫铝在压缩过程中的屈服平台和密实阶段的力学性能,使用万能试验机、声发射仪和高速相机对泡沫铝试件在不同加载速率下进行了单轴压缩试验,得到了泡沫铝材料在塑性变形-损伤过程中的声发射特征参量和变形场图像。通过分析声发射信号的振铃计数和能量计数,研究了屈服平台和密实阶段的力学性能。结果表明:弹性和屈服平台阶段的声发射振铃计数曲线与应力-应变曲线有较高的吻合度;密实应变与声发射能量计数有较好的对应关系;不同的加载速率下,声发射能量信号表现出不同的增长特征,在屈服平台阶段能量的吸收与耗散更明显,且声发射能量-应力曲线与泡沫铝的吸能效率的变化趋势相同。     

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。     

单轴压缩作用下不同高宽比硬岩试样的破坏模式与板裂破坏机理（英文）

为了研究板裂破坏与试件高宽比(H/W)之间的关系以及板裂破坏的发生条件、破坏特征和力学机理,对6组花岗岩试样进行单轴压缩试验。利用应变监测仪和高速摄影仪记录试样的破坏全过程,通过分析应力、应变以及声发射的监测结果确定裂纹的发生和扩展路径。结果表明,H/W的变化可以改变试样的宏观破坏模式。当H/W降低至0.5时,试样破坏模式以板裂破坏为主;板裂破坏发生时试样承载力降低,裂纹拓展方向近似平行于加载方向。此外,发生板裂破坏的试样的裂纹扩展过程和声发射信号均呈典型拉伸破坏特征,表明板裂破坏本质上是一种特殊的拉伸破坏。     

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。     

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。     

氧化石墨烯混凝土的声发射检测

制备了不同氧化石墨烯掺量的6组边长为100mm的C30立方体混凝土试块,通过单轴抗压声发射试验来研究不同掺量的氧化石墨烯对混凝土力学性能和声发射参数(幅值、振铃计数、频率)的影响规律。结果表明:随着氧化石墨烯掺量的增加,混凝土各个龄期的抗压强度依次增大,混凝土的破坏形态整体性较好,混凝土的声发射频率范围逐渐加宽,混凝土的优势频率越来越大,并可根据声发射振铃计数率将混凝土的破坏阶段划分为5个阶段。     

SiCf/Ti6242复合材料热机械疲劳损伤原位研究

采用声发射技术和高分辨X射线成像技术对SiC_f/Ti6242复合材料在热机械疲劳过程中的损伤进行了原位监测。实验中采用同相位梯形波加载来模拟钛基复合材料整体叶环服役时的实际载荷工况,应力变化范围130～1300 MPa,温度变化范围100～500℃,500℃时保持最大载荷2min。结果表明,声发射信号主要出现在加载阶段和保载阶段,声发射系统检测到纤维断裂、基体裂纹信号,而在卸载阶段声发射信号非常稀少。利用高分辨X射线成像技术对声发射确认已损伤的样品进行检查,发现试样内部存在连接多个纤维的基体裂纹;在样品裂纹区域,部分断裂纤维的钨芯出现缩颈。声发射技术和高分辨X射线成像技术均表明SiC_f/Ti6242复合材料热机械疲劳损伤机制由纤维断裂和基体裂纹共同控制。     

大坝混凝土动态弯拉声发射特性试验

为了研究大坝混凝土在不同加载速率下的弯拉声发射特性,并进一步理解不同加载速率下混凝土的损伤发展过程,在MTS试验机上以四种不同的加载速率进行了无开口湿筛混凝土梁的三弯点试验。结果表明,随着加载速率的提高,声发射撞击累计数减少,而撞击率峰值增加,低振幅（35-40 dB）的声发射信号所占比例有所增加,声发射振铃数、信号能量和持续时间的平均值都有提高的趋势;在低加载速率时,混凝土在破坏过程中产生较少数的微裂缝,其破坏机制受少数主要裂缝（跨中位置）控制,而在高加载速率时,微裂缝分布在较宽的范围之内。     

轧制AZ31B镁合金腐蚀疲劳过程中的声发射信号分析

利用全数字声发射系统研究了轧制AZ31B 镁合金腐蚀疲劳过程中的声发射信号.结果表明,轧制AZ31B镁合金在NaCl溶液中的腐蚀疲劳过程主要存在4种声发射源,其中与腐蚀相关的两种信号分别对应于阳极溶解和阴极析氢,前者属于板平面内激励源,产生扩展波信号;后者属于板平面外激励源,产生弯曲波.与载荷相关的两种信号分别对应于塑性变形的连续型信号和裂纹扩展阶段高载荷阶段出现的裂纹扩展信号.腐蚀相关的声发射信号存在于整个疲劳过程,而塑性变形信号只发生在疲劳过程中特定的应力阶段.     

低碳钢氢蚀后拉伸过程中的声发射特征

对氢蚀前后低碳钢拉伸过程中的声发射（AE）行为进行了研究。结果表明，氢蚀使低碳钢拉伸过程事件数明显减少，但是高幅声发射信号的振铃计数明显增多，声发射源以显微裂纹长大与连接为主。     

铝合金疲劳裂纹扩展声发射监测

采用声发射(acoustic emission,AE)技术对7N01铝合金单边缺口三点弯曲试样不同应力比、不同峰值载荷下疲劳裂纹扩展过程中声发射信号进行了监测,建立了裂纹扩展速率、声发射计数(count)与应力强度因子之间的关系.结果表明,大部分的声发射信号主要产生于疲劳循环载荷的低应力阶段,这主要是低应力阶段的声发射活动主要与裂纹尖端的塑性变形和裂纹闭合现象有关,声发射计数与应力强度因子之间呈指数增长的关系.基于所建立的声发射计数率与裂纹扩展速率的关系,可以预测疲劳损伤结构的剩余寿命.     

基于声发射定位技术的矿柱破坏规律实验研究(英文)

声发射技术是研究岩石损伤破坏的良好工具。通过与矿柱相似的材料试验研究,对微裂纹的时空演化规律进行研究。断铅试验结果表明:所提出的基于最小二乘法和Geiger算法的声发射组合定位算法的定位精度良好,能满足岩石破坏过程声发射监测的需要。声发射定位结果直观地反映岩样内部裂纹初始、扩展的空间位置,对于研究岩石破坏机理具有重要意义。在受载条件下,矿柱与顶板相接位置最容易产生应力集中,出现声发射群集现象,其最终破坏结果与声发射定位时间群集区域吻合良好,说明矿柱与顶板相接位置属于宏观破坏发生的危险区;当岩石进入塑性变形阶段后,声发射率明显下降,出现"平静期",可以作为岩石失稳破坏的前兆特征。     

类岩石材料破裂声发射的光纤光栅传感监测技术

针对岩石破裂声发射检测中的常规检测仪器抗电磁干扰差、灵敏度低、可靠性差等不足,提出采用光纤光栅传感技术来实现声发射检测,分析了光纤光栅传感检测应变和声发射的机理,组建了相应的声发射检测模拟实验系统,给出了模拟实验的500kHz激励声信号和光纤光栅传感响应信号。利用软件RFPA进行了岩石破裂的数值模拟,选择水泥河砂作为主要原料的砂浆材料,制作了类岩石材料实验试件,并在单轴数控压力机上进行了岩石试件加载破裂声发射实验,用光纤光栅传感器来探测和记录声发射能量及声发射累计次数,证明该传感器能实现声发射检测。     

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。     

超高强度钢37SiMnCrNiMoV应力腐蚀过程中声发射信号的研究

采用AE技术对超高强度钢37SiMnCrNiMoV在3.5%NaCl 溶液中的SCC行为进行研究.证明在裂纹的稳定扩展区内,裂纹是间歇,跳跃式的扩展.发现 腐蚀裂纹尖端的应力强度因子处于0.7KIC和0.23KIC时,平均每次声发射事件 对应的裂纹扩展量相近;应力强度因子处于035 KIC时,平均每次声发射事件对应 的裂纹扩展量较大;声发射事件的发生频率随应力水平的增加,有很大的增加.腐蚀裂纹扩 展的全过程存在两种不同的声发射信号.还证明了37SiMnCrNiMoV的应力腐蚀裂纹扩展过程 中,氢脆起着主要的作用.提出了计算腐蚀裂纹稳定扩展区内声发射事件累积数的公式.     

Li_2-ZnO-SiO_2系微晶玻璃压痕试验的声发射检测

对微晶玻璃的Vickers压痕试验进行声发射检测,声发射信号规律与Lawn提出的压痕中位裂纹运动模式相符合.建立声发射振铃计数与压痕裂纹长度的近似关系,进而以此估算材料的断裂韧度.     

Li2O—ZnO—SiO2系微晶玻璃压痕试验的声发射检测

对微晶玻璃的Ｖｉｃｋｅｒｓ压痕试验进行声发射检测,声发射信号规律与Ｌａｗｎ提出的压痕中位裂纹运动模式相符合。建立声发射振铃计数与压痕裂纹长度的近似关系,进而以此估算材料的断裂韧度。     

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。     

金属材料拉伸断裂过程中的声发射特性研究

对含有I型裂纹的SM490A试样,使用声发射仪检测了拉伸断裂过程中的塑性变形和断裂过程。通过声发射特征参数分析了裂纹尖端和塑性变形区域的力学特征。结果表明:用CCD图像来研究裂纹断裂过程中不同阶段的声发射信号是可行的,在断裂过程中含裂纹的SM490A试样在高速断裂时R方向与T方向试件产生的声发射信号之间的差异比低速断裂时的小。     

NaCl溶液浓度对304不锈钢腐蚀过程的声发射特征影响

为了研究Na Cl溶液浓度对304不锈钢腐蚀过程的声发射特征影响,采用声发射检测技术(AE)及光学显微镜(OM)监测并分析了试样在不同浓度Na Cl溶液中腐蚀过程的声发射信号及表面形貌。结果表明,随Na Cl溶液浓度增加,试样受腐蚀产生的声发射信号幅度降低,达到最终稳定值的时间先增加后减小,声发射信号幅度范围缩小。在0.1、0.3和0.5 mol·L-1的Na Cl溶液浓度下,声发射撞击数累积以线性递增,试样受腐蚀产生的声发射信号振铃计数集聚区较多,0.1和0.5 mol·L-1浓度下的声发射振铃计数集聚区比0.3 mol·L-1多,且持续于整个腐蚀过程。随浓度增加,试样点蚀明显。