堤基管涌侵蚀破坏过程的无单元法模拟

针对堤基管涌侵蚀破坏过程的复杂渗流场模拟问题,采用无单元Galerkin法数值模拟研究管涌动态发展过程及机理,介绍了管涌区域破坏的判别方法、管涌尖端附近节点加密方法等,并结合砂槽模型试验和有限元模拟结果对无单元法的计算结果进行了验证与分析。结果表明,采用无单元法计算得到的管涌渗流场和有限元计算结果基本吻合,且管涌发展过程和模型试验结论较为一致;获得了管涌侵蚀破坏过程中管涌通道尖端水平渗透比降的变化规律,弥补了砂槽模型试验的不足。     

基于声发射技术的水轮机转轮叶片裂纹检测

目前水轮发电机组中的转轮叶片裂纹故障仍广泛采用振动监测方法进行间接测量,通过振动频谱中转频的倍频成分进行故障判断,但这种方法并不十分有效。介绍了声发射技术用于检测水轮机转轮叶片裂纹的可行性。分析水轮机不同运行工况叶片裂纹声发射信号与轮叶片裂纹发展过程的关系,同时将测得的声发射信号与同期的振动信号进行比较。实验结果表明,与振动检测方法相比声发射检测更容易检测到初期的转轮叶片裂纹故障。     

低孔隙率冻融砂岩物理力学与声发射特性试验研究

以低孔隙率砂岩为例,对冻融循环作用后低孔隙率砂岩进行纵波波速测量及单轴压缩加载试验,研究了冻融损伤对低孔隙率砂岩物理力学与声发射特性的影响,同时在加载过程中对声发射信息实施同步监测。结果表明,砂岩纵波波速随冻融损伤程度增加表现出下降趋势,10、20、30次冻融循环后,分别环比下降1.68%、8.53%、7.14%;随着冻融损伤累积,砂岩单轴加载过程中声发射活动水平减弱,岩样破坏过程由脆性渐渐转变为延性;声发射定位点数量变化可用于划分砂岩渐进破裂过程各阶段;结合特征应力归一化分析,发现冻融损伤在10～20次冻融循环期间快速积累,表现为归一化比值的快速下降。     

某多层结构堤基土体渗透变形机理模拟研究

针对某多层结构堤基渗透稳定性问题,采用基于离散元理论的颗粒流方法,建立堤基概化颗粒模型并进行渗流模拟,研究多层结构堤基渗透变形发展过程及颗粒流失量、孔隙率等参数的变化规律。结果表明,对于上覆粘土,下部为级配不良中砂和级配不良细砾的土层结构,发生渗透破坏时土体颗粒流失主要发生在中砂层,渗漏通道表现为由渗流出口逐渐向上游发展,由于流失量持续增大,造成该土层逐渐被掏空并导致上覆粘土层塌陷破坏;细砾石层颗粒流失量较小且趋于稳定,不会演变为管涌破坏。     

基于声发射/机器视觉的再制造曲轴弯曲疲劳裂纹监测

针对发动机再制造曲轴毛坯弯曲疲劳裂纹萌生扩展规律研究,提出了一种声发射与机器视觉传感融合的检测方法.该方法通过监测试验过程声发射/机器视觉信号变化来动态跟踪曲轴的疲劳失效信息,从而推测出裂纹的萌生扩展历程.测试结果表明:随着曲轴裂纹的萌生与扩展,声发射信号会发生阶段性改变.对这种变化规律进行理论分析,得出不同阶段声发射参数特征是由疲劳过程曲拐过渡圆角区域经历疲劳早期、裂纹萌生及裂纹扩展等阶段时发出不同应力波造成的;并结合机器视觉传感器初步推测出声发射能量与计数参数和裂纹扩展长度呈良好的线性关系.     

堤基渗透破坏的研究现状及其破坏过程的数值试验

针对堤基渗透破坏早期研究中未完全重视介质的各向异性和非稳定性对渗透破坏过程的影响问题,在借鉴早期研究经验的基础上,考虑堤基各向异性对渗透破坏过程的影响,并进行了一系列堤基渗透破坏的数值试验.结果表明,各向异性的提高虽增加了堤基发生渗透破坏的风险,但可遏制渗透破坏的发展;同时,各向异性的提高亦使砂层内部垂向坡降相对集中和渗漏量增加.     

基于声发射b值分析的风力机叶片材料损伤特性研究

风力发电机叶片主要材料玻璃纤维环氧树脂增强复合材料（GFRP）的损伤,会造成叶片寿命减少甚至断裂,必须进行损伤检测。采用声发射方法可分析GFRP复合材料损伤特性,实现在线监测叶片性能。该文采用声发射b值特征来表征GFRP损伤程度,并通过主成分分析和k-均值++算法进行声发射参数聚类来分析GFRP损坏模式。结果表明：1）对整个声发射事件进行b值分析,观察到GFRP试样在断裂前b值呈明显下降趋势,表明b值的变化率可作为材料断裂的预警信号。2）根据主成分分析9种声发射参数所占主成分比重,选择声发射信号的幅度、峰值频率两个特征参数。通过k-均值++算法对特征参数进行聚类分析,发现拉伸过程的声发射信号分为了4个簇,并找到每个簇的特征频率。3）通过使用扫描电子显微镜（SEM）对GFRP试样拉伸断口进行观察,得到4个簇分别对应于基体开裂、纤维/基体脱粘、分层和纤维断裂4种损伤模式。基于声发射b值分析方法适用于GFRP损伤特性研究,可在风力发电机叶片损伤检测领域推广。     

基于声发射信号的风电叶片缺陷定位及信号衰减仿真

为利用声发射信号对风电机组的叶片(下文简称"风电叶片")的缺陷位置进行定位,并分析信号的衰减特性,以由玻璃纤维-环氧树脂复合材料为主要材料制作的风电叶片为研究对象,通过ANSYS软件中的LS-DYNA模块仿真研究了声发射信号在该复合材料中的传播速度、规律及衰减特性.研究结果表明:声发射信号的传播方向与该复合材料中的玻璃...     

310MW汽轮发电机组启动过程中滑动轴承声发射信号特性试验

根据声发射信号检测原理,利用自主开发的滑动轴承声发射检测系统,对某国产310MW汽轮发电机组在启动过程中发生磨瓦事故的4号滑动轴承及正常工作的5号滑动轴承的声发射信号特征进行提取,通过对比分析,建立信号特征与轴承状态之间的对应关系,为实现机组变转速工况下的轴承状态监测与诊断提供试验依据.     

铸铁承压设备声发射特征研究

为开展声发射技术应用于铸铁承压设备检测的应用研究,首先应研究铸铁材料拉伸过程的声发射特征,然后获取铸铁构件上典型裂纹扩展的声发射信号,找到铸铁构件开裂所特有的声发射信号特征,为活性缺陷的正确检测和识别奠定基础。因此,本文首先研究了灰口铸铁HT200材料拉伸试件的声发射特性,然后在报废的造纸烘缸上预制了表面裂纹,采用水压循环加载的方式,用声发射监测其加载试验过程的声发射现象,获取缸体表面裂纹扩展的声学信号样本,确定了随载荷变化,裂纹缺陷扩展的声发射参数特征和定位特征,其结果为后续波形信号的特征提取和模式识别研究提供了典型声发射源信号数据,也为铸铁类构件的声发射检测提供了参考。     

基于声发射技术的冻融劣化混凝土单双轴动态抗压试验

为研究混凝土材料在冻融循环后单双轴动态抗压时的力学性能,利用10 MN大型多功能液压伺服静动力三轴仪进行单、双轴试验,采用新型动态无损检测声发射技术实时采集声发射数据,分别建立不同加载速率、不同冻融循环次数下的应力和声发射参数与时间的对应关系,分析混凝土在不同工况下内部损伤破坏的过程及规律。结果表明,动态加载速率下,在加载前期无声发射能量信号产生,达到峰值应力附近时能量急剧释放;双轴状态下声发射最大能量滞后效应增大,卸载阶段有声发射能量产生;随着冻融循环次数的增加,损伤演化路径随冻融程度的加深逐渐发生前移。所建立的损伤模型能很好地反映由声发射能量数确定的损伤值D与应力水平V(%)之间的关系。     

声发射检测与锅炉管板安全评价方法

锅炉管板为多孔结构,烟管与管板的连接质量易产生缺陷而导致事故。为解决上述问题,采用声发射检测技术,选用时差环绕线性定位法,通过锅炉本体的两次加压保压,完成对锅炉管板的安全质量检测。通过分析不同保压阶段的事件信号,综合考虑信号的活度与强度,制定了锅炉管板声发射检测及评价方法。通过一次锅炉管板声发射检测实例,阐述了声发射检测步骤及安全性能分级评定方法。     

声发射技术在球罐检验中的应用

在球罐不能开罐检验的情况下,采用声发射技术对球罐进行缺陷活动性检测。通过分析升压和保压过程中的声发射定位源信号,以及超声和射线复验结果,确定声发射定位源的位置和性质;对声发射定位源信号的成因进行分析,并提出了针对性的解决方案。     

换热器管道内漏故障状态与声发射信号特征定量关系实验研究

换热器内漏故障一般以早期缝隙泄漏为特点,为能早期发现并防治这些故障,设计并搭建了换热器内漏声发射检测实验台。通过改变换热管入口压力的方式,模拟缝隙泄漏口内外工质压差的变化引起的泄漏状态的改变。运用小波分解技术对0.1~0.6 MPa入口压力下所测得的所有实验数据进行分析,揭示了不同入口工况下泄漏信号的声发射信号频谱特征及相关参数随压力变化的规律,得到了实际声发射信号能量与泄漏量之间的定量关系式,为换热器内部泄漏故障诊断提供了理论和实验依据。     

基于声发射技术的高地温隧洞衬砌早龄期混凝土性能试验

为深入探索高地温条件下早龄期混凝土的力学性能表现,利用混凝土的单轴压缩试验,并结合应力-时间、振铃计数-时间曲线,直观动态地展现高地温环境下的混凝土破坏过程。试验结果表明,高温高湿养护条件下混凝土声发射特征随养护龄期、强度的增加而后移;声发射信号随龄期的变化与混凝土内部材料结构的破坏程度、抗压强度随龄期的变化表现出高度一致的时域特性。研究结果为高地温条件下早龄期混凝土的力学性能研究提供了参考。     

水泵空化状态下的声发射信号特征试验研究

针对水泵空化现象较难解决的问题,在水泵试验台上进行定转速定流量的空化模拟试验,利用已设计好的监测系统对水泵的声发射信号进行了实时采集和分析处理,并分析了水泵在空化状态下的声发射信号波形频谱特征和声发射信号参数特征,获得了水泵有效汽蚀余量与声发射信号特征参数之间的关系。试验结果表明,声发射信号特征与水泵空化状态之间存在明显的对应关系,可利用此种关系判断水泵空化故障的发生,为运用声发射技术监测水泵空化提供了试验依据。     

混流式水轮机模型空化状态与声发射信号特征关系试验

为了获取水轮机空化状态下声发射信号的特征参数及其变化规律,在混流式水轮机模型空化试验基础上,采集了不同空化状态时典型测点的声发射信号,基于传统分析方法提取了声发射信号的事件计数、振铃计数、频率中心和电压有效值等特征参数,分析了这些参数随水轮机空化系数的变化关系.结果表明:随着水轮机空化系数的逐渐减小,从无空化、空化初生到完全空化状态,声发射信号的各特征参数发生了较为明显的规律性变化,整体上,事件计数不断减小,振铃计数、频率中心和电压有效值等不断增大,变化幅度随空化状态所处阶段有所不同.     

转子碰摩故障的声发射与振动特征分析

通过实验分析比较了不同转速和不同碰摩状态下转子碰摩声发射信号与振动信号的时频特征。实验结果表明,声发射信号比传统的振动信号对碰摩更敏感,所含的信息更丰富,使用声发射技术不仅可以有效地检测碰摩故障的发生,还能判断出碰摩的严重程度,是一种很有发展潜力的转子碰摩故障的检测方法。     

堤基管涌险情安全因子影响度分析

对长江流域大量历史险情相关信息进行归纳分析,得到堤防工程堤基管涌险情的安全影响因子,引入专家区间评分法、集值统计理论、灰色理论和Jousselme距离函数分析了堤防工程堤基管涌险情的定性主控因子的影响程度,建立了定性指标的定量综合分析方法,然后进行最终的堤防工程安全评价,并通过历史险情实例验证其准确性。结果表明,该方法可合理判断堤防工程安全定性指标的影响程度,并可应用于堤防工程的安全评价,为堤防工程的加固治理设计提供理论基础。     

混流式水轮机空化声发射信号的混沌特性分析

针对水轮机空化过程中声发射信号表现出的强烈非线性和非平稳性,提出了水轮机空化声发射信号的混沌特性分析方法,研究了混流式水轮机空化声发射信号的混沌特征及其变化规律.基于混流式水轮机模型空化试验采集了不同空化状态下典型测点处的声发射信号,检验其混沌性后进行相空间重构,计算得到重构信号的关联维数和最大Lyapunov指数,分析了这2种混沌特征参数随水轮机空化状态变化的规律,明确了水轮机空化声发射信号的混沌特征参数与空化状态之间的对应关系.结果表明:关联维数和最大Lyapunov指数不仅可以定性地表征空化状态,而且可以定量地描述空化程度;这2种混沌特征参数受单位转速的影响比受导叶开度的影响更大.