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。     

基于SVM的碳纤维/环氧复合材料声发射源识别

对单丝碳纤维/环氧树脂复合材料的试样以及碳布/环氧树脂试样拉伸,对其拉伸过程中产生的声发射源信号利用声发射波形参数作为不同神经网络的输入对其进行模式识别,发现SVM神经网络比BP神经网络在对声发射源信号进行模式识别时具有更高的预测准确率。在增加SVM网络训练集时,SVM网络的预测准确率有较大的提高。利用声发射波形参数与SVM对碳/环氧树脂复合材料进行模式识别得到较好的效果。     

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。     

蜂窝夹层复合材料的压缩损伤声发射特征

应用声发射技术对蜂窝夹层复合材料压缩损伤过程进行了试验研究。分析载荷与声发射信号关联图,依据其损伤过程和声发射特征,发现随着加载条件下载荷的增加,复合材料的损伤逐步增大。在加载初始阶段,仅有少量声发射信号,各种表征信号量小幅度增加;在加载中期,声发射信号增多,各种表征信号量不断增大;在加载后期,声发射信号有明显突增,各种表征信号量急剧增加。复合材料压缩损伤破坏与声发射的幅值、能量、撞击、上升时间、持续时间和计数等参量特征相关。根据各阶段特征参量滤波后所得信号分布与实际断裂位置相吻合。     

声发射技术在三维编织复合材料测试中的应用研究

论述了声发射技术在三维编织复合材料拉伸过程损伤测试中的应用，结果表明，通过采集声发射参数可以描述复合材料在载荷情况下的内部变形的损伤机制。系统采用小波分析方法对声发射信号进行噪声处理，用频谱图描述复合材料的内部损伤变形特征，为复合材料的力学性能分析和材料复合工艺的改善提供理论基础。     

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。     

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。     

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。     

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。     

4种C/E复合材料NOL环试样拉伸试验过程的声发射特性

通过对4种C/E(碳纤维环氧树脂)复合材料NOL(美国海军军械实验室)环试样拉伸断裂过程的声发射特性研究发现,材料强度、模量以及缠绕工艺均会对材料损伤过程的声发射计数、信号幅度、持续时间等特征值产生显著影响。在材料的声发射特性试验中,准确得到材料损伤的特点和变化趋势是优化复合材料制造工艺、指导结构强度设计与检测的重要途径。     

声发射信号特征参数分析方法在镁铝合金拉伸试验分析中的应用

介绍了声发射信号特征参数及简单参数分析方法。用声发射技术监测了镁铝合金的拉伸过程,对比分析了拉伸特性曲线和声发射分布图随时间的变化规律,发现声发射事件计数和幅值能很好地反映拉伸的不同阶段。对信号参数进行关联分析,事件计数和能量关联在时间上的分布能很好地区分拉伸过程中的声源,也能很好地区分拉伸的不同阶段。     

Acoustic emission from wire ropes during proof load and fatigue testing

The paper describes an experimental investigation into the enhancement of proof and fatigue testing procedures for wire ropes by incorporating data from acoustic transducer signals. During proof load tests on a selection of damaged wire ropes, it is shown that acoustic emission increases significantly after the damage is inflicted, even though ropes continue to pass the proof test. The relationship between acoustic emission signal characteristics and wire breaks is investigated and it is found that the most effective acoustic signal discriminators are energy and amplitude. Finally, the pattern of acoustic emission signals during a fatigue test is studied and a suggestion is made for a filtering technique to improve the recognition of imminent failure.     

修复用硼纤维/环氧单向复合材料的破坏模式研究

采用无纬带缠绕层压成型工艺制备硼纤维/环氧单向复合材料,通过对硼纤维/环氧单向复合材料的宏观和微观拉伸断口形貌观察,分析了硼纤维/环氧单向复合材料的破坏模式.结果表明当树脂基体的断裂延伸率较小时,硼纤维/环氧单向复合材料的破坏模式主要是非累积型破坏.随着树脂基体的断裂延伸率增大,硼纤维/环氧单向复合材料的破坏模式向损伤累积型破坏转变.     

修复用硼纤维/环氧单向复合材料的破坏模式研究

采用无纬带缠绕层压成型工艺制备硼纤维/环氧单向复合材料，通过对硼纤维/环氧单向复合材料的宏观和微观拉伸断口形貌观察，分析了硼纤维/环氧单向复合材料的破坏模式。结果表明：当树脂基体的断裂延伸率较小时，硼纤维/环氧单向复合材料的破坏模式主要是非累积型破坏。随着树脂基体的断裂延伸率增大，硼纤维/环氧单向复合材料的破坏模式向损伤累积型破坏转变。     

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。     

基于小波的金属材料裂纹声发射信号特征

为对车载CNG气瓶因裂纹引起的安全事故进行控制,研究了气瓶裂纹声发射信号的特征。分析了气瓶失效的机理,提出在实验室条件下拉伸金属试件的方法,并对之进行模拟与声发射信号采集。通过对信号的分析显示出其时域与频域分析在特征分析时所具有的局限性,从而引出小波分析的信号分析方法,结果得出不同类型的声发射信号在相同频率段内所占的能量比例系数不同的结论。因此利用信号能量比例作为该信号的特征值,并在此基础上进行神经网络识别,取得了理想的结果,表明基于小波的金属材料信号特征能够对信号进行较好地表征。     

声阻法胶接结构缺陷实时成像检测

为了有效检测胶接结构缺陷,构建了基于声阻法的成像检测系统. 系统包括声学信号采集、声学探头定位、数据处理及绘图三部分. 利用两轮式编码器,实现了动态扫查过程探头位置信息的采集;利用结合质量检测仪采集缺陷信息;采用C + + 编写了数据处理及图像绘制程序,实现了胶接结构缺陷声阻法实时成像检测. 利用声阻法及常规超声C扫描成像方法对铝合金/环氧树脂/铝合金三明治胶接结构进行了检测,并对检测结果进行了分析对比. 结果表明,声阻法能更有效识别胶接结构中的缺陷,且单面检测即可满足缺陷表征需求.