基于数值模拟和波形分析的声发射传感器安装策略

为提高声发射检测中信号采集的质量,以实现可靠的损伤识别,采用数值模拟方法研究混凝土构件中开裂损伤与声发射信号之间的定量关系。通过对信号的波形分析得到信号的传播特性,以确保信号清晰、稳定为原则,确定传感器的安装准则,包括避开圣维南区域、避开不合理方位、尽量靠近声源等。同时明确当发生较大程度开裂时,传感器位置的影响可忽略。该研究可为实际声发射检测中传感器的安置和声发射信号的损伤诊断提供理论基础。     

三维编织复合材料测试中声发射信号的分析与研究

论述了声发射技术在三维编织复合材料弯曲过程中的应用及实验方法,给出了声发射在三维编织复合材料中弯曲过程的特征.为了精确地知道材料的损伤部位,声发射源信号的采集非常重要.试验结果表明,考虑到声发射源定位研究的准确性,建议采用波形分析法.在声发射信号的采集过程中比较了参数分析法和波形分析法.根据信号的衰减程度,选择较准确的声发射源信号.利用小波变换的不同算法得到了三维编织复合材料较准确的声发射信号.     

碳纤维增强复合材料层合板Lamb波衰减特性研究

为提取适用于碳纤维增强复合材料层合板声发射故障诊断的模态信号,利用三维弹性理论及传递矩阵法获得Lamb波的频散曲线。以碳纤维增强复合材料层合板为研究对象搭建实验平台,改变断铅激励位置从而获得不同声发射信号。对采集的声发射信号进行小波尺度谱分析,结合频散曲线分离出不同模式的Lamb波,分别研究其不同频率的幅度及能量衰减特性。实验结果表明,较其它信号,低频率S0波幅度信号衰减速度较低,对碳纤维增强复合材料层合板的声发射故障诊断研究具有较大优势。     

多层粘接材料深层界面脱粘的超声谐振检测方法

针对多层粘接材料深层界面脱粘检测问题,使用超声谐振检测法进行研究.基于弹簧质量模型分析超声谐振检测的基本原理.在有限元软件中建立某构件二界面脱粘的声谐振检测模型,得到不同大小缺陷以及无缺陷条件下的检测信号,计算得出模型的谐振频率曲线,分析比较典型谐振频率下信号的衰减程度.使用超声谐振检测仪对置有不同大小尺寸人工缺陷试件...     

带有槽缺陷游乐设施用Q235圆管构件弯曲破坏声发射特性

为研究带有槽缺陷游乐设施用Q235圆管构件破坏时声发射特性,利用声发射技术监测其三点弯曲破坏过程。通过对载荷时间曲线与声发射相对能量、幅度、振铃计数特征参数历程图的综合分析,可将其破坏过程划分为3个阶段。该过程声发射信号幅值主要集中在40～70 dB之间,且随缺陷长度增加,超过70 dB信号振铃计数明显增多,典型阶段特征参数峰值增大。相对能量—持续时间历程图中高持续时间、低能量信号来自于加载过程中的噪声干扰。声发射特征参数将缺陷微小变化对构件整体性能的影响量化,历程图变化与力学行为一一对应,建立声发射特征信号与弯曲力学性能和缺陷长度的联系,为声发射监测游乐设施损伤的判定提供依据。     

钢与钢摩擦时正压力与声发射参数关系研究

为了提高声发射技术在监测动态摩擦过程中的应用水平,研究摩擦过程中的受力状态与声发射特征参数之间的关系是必要的。论文研究了45钢与45钢摩擦时产生的声发射信号的特点,实验研究结果表明：在45钢与45钢的摩擦过程中,相对运动速度对于正压力与声发射信号之间的关系有较大的影响;低速时,正压力与声发射信号之间无规律可言;随着速度的提高,正压力与声发射信号之间的规律变得清晰起来;高速时,随着正压力的增加声发射信号各参数是降低的。论文对出现这一规律的原因进行了解释。     

金属/玻璃钢柱壳胶接头拉伸实验声发射监测

为研究胶接长度对风电叶片柱壳胶接接头力学性能及声发射响应特征的影响,对金属/玻璃钢柱壳试件的拉伸实验全过程进行声发射监测。结果表明:柱壳试件拉伸过程基本为线性破坏,胶接接头的失效模式为界面破坏,损伤多发生在胶层边缘应力集中处。加大胶接长度,能有效增强金属/玻璃钢柱壳试件的胶接强度。较大的胶接长度对应的声发射信号幅度高、相对能量高、撞击累积数多。因此,在风电叶片复合材料叶根部位的安全评估时,可将声发射信号的动态变化特征作为评判依据。     

气体声学温度计中声波导管的优化设计研究

声波导管的设计是影响声学信号信噪比的关键因素,导管内径越大、长度越短,越利于声波传输,但同时对声学共鸣腔产生更大的扰动。提出了采用变径声波导管降低声波的能量损耗和扰动方法,建立了变径声波导管的衰减和扰动模型,对比分析声学信号在不同尺寸声波导管内的能量衰减和导管对圆柱轴向非缔合声学共振频率和半宽的扰动,获得了优化的导管尺寸,在声波传输能量损失较小的情况下对内长为80 mm圆柱腔体首个轴向非缔合声学共振频率产生的相对扰动在3×10^-5以内,该声波导管的优化设计可为高温气体声学温度计的深入研究提供理论支持。     

尺寸差异钻杆组成的钻柱中声传播特性测试

随钻实测信息声波传输技术是井下信息无线传输技术领域的一个重要研究方向。作为信息传输通道的钻柱是由尺寸存在差异的钻杆相连接构成,钻杆的尺寸差异对钻柱中声的传播是否存在影响是声载波选取及检测必须要了解的问题之一。建立了用于测试钻柱中声波传播特性的试验装置,对不同类型钻杆组成的钻柱中声波的传播特性进行了测试;利用基于声透层理论建立的钻柱中声传播特性研究模型对测试结果进行了理论分析。研究结果表明：组成钻柱的钻杆存在尺寸差异时,钻柱中声波传播特性有所改变,表现在通带的个数减少,有些通带消失,且通带的宽度变窄;尺寸存在差异的钻杆组成的钻柱中声衰减比周期性钻杆要大;低频通带声波受钻杆尺寸差异影响相对较小;存在着个别的排列方式,可以减小钻杆尺寸差异的影响。基于声透层理论的钻柱中声传播特性研究模型在计算前4个通带时较为准确。     

应力波作用下岩石声发射实验研究

在霍普金森（SHPB）冲击系统上进行了应力波作用下岩石声发射实验,获得了该加载条件下岩石破裂的声发射规律。实验结果表明,应力波下,声发射峰值能量之前所出现的声发射信号相当匮乏;而且其能量规律呈现出两种明显不同的特征：I型,声发射峰值能量之后,能量迅速衰减,到了加载的末期,能量出现了一定的回升,产生了“拐点”;II型,声发射峰值能量之后,能量衰减相对I型较慢,且不出现“拐点”。研究结果表明,声发射的能量特征与岩石破碎的程度密切相关;冲击载荷作用下岩石的声发射不仅仅是裂纹信息的反映,其中也包含了对应力波信号的反映。