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。     

防喷器壳体材料拉伸过程的声发射特性试验

采用声发射技术研究了防喷器主壳体材料ZG25GrNiMo的拉伸破坏过程。运用声发射参数分析方法分析了该材料在不同破坏阶段的声发射特性。分析结果表明,在材料屈服、塑性变形及断裂过程中的声发射特性具有明显的不同,且不同损伤模式的信号频谱存在明显的差异。     

防喷器在承压过程中的声发射检测

用声发射检测方法对带有裂纹缺陷的防喷器壳体在承压过程中裂纹扩展的过程进行检测。在一个已报废防喷器壳体上用气焊切割一个长100mm、宽5mm的缺口,再将缺口补焊。采用气动泵对防喷器加压,对防喷器的承压过程进行了检测。检测结果显示,用声发射检测能够及时有效地反映出被测防喷器在外力作用下缺陷的活动情况,其检测结果能反映防喷器壳体在承压过程中的破坏情况,且对缺陷的定位准确。     

某型飞机疲劳试验过程中声发射信号的处理

对某型飞机疲劳试验过程中的噪声信号和裂纹信号的特性进行了分析,针对裂纹信号的各个特性提出了不同的分析方法。运用参数分析和波形分析相结合的方法,成功地对某型飞机疲劳试验的数据进行了事后分析,获得与疲劳裂纹或者疲劳损伤声发射信号相关的一些典型特征,从而有助于了解试验过程中产生疲劳损伤的一些细节信息。这些结果对未来疲劳试验过程中的声发射监测具有重要参考价值和指导意义。     

Q345R疲劳损伤过程声发射信号特征分析

制冷系统压力容器应用非常广泛，对于该类在役压力容器还没有可靠的实时动态监测方法。提出采用声发射检测技术对制冷系统压力容器进行实时监测，通过对容器制造材料Q345R钢的疲劳载荷试验，采集材料损伤全过程的声发射信号进行特征参数分析、波形和频谱分析，发现材料从裂纹萌生到断裂失效过程的转折点，并对不同损伤阶段声发射信号波形和频谱的特性进行对比研究，找出各个阶段声发射信号的特征，为实现Q345R声发射动态监测和评价提供可靠依据。     

飞机关键零部件疲劳损伤的声发射实时监测

某型飞机的水平尾翼试验过程是在强冲击、高振动背景噪声下进行的。对处于不可接近位置的关键零部件（半轴）的疲劳损伤实施了声发射监测。基于对模拟测试信号的分析,提出信号数据的预处理原则,提高了数据的信噪比。声发射信号特征参数的趋势分析和关联分析方法,充分反映了关键零部件的疲劳损伤过程,采用声发射实时监测飞机关键零部件的疲劳损伤是可行的。     

螺旋肋钢丝与混凝土粘结滑移的声发射检测

声发射技术作为一种新型动态无损检测方法,可动态检测在役钢筋混凝土结构的粘结滑移性能。对螺旋肋钢丝与混凝土拔出试件进行拔出试验,利用声发射技术对其拔出过程中的声发射特征信号进行处理与分析,得出这两种材料粘结滑移的声发射特征;通过三维时差定位方法对拔出过程的声发射源进行定位,由定位结果可知,声发射源点主要分布在粘结滑移界面,证明与实际受力结果吻合;最后结合试验数据,建立了粘结破坏过程的受力状态与声发射能量参数间的对应关系。     

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。     

基于声发射技术的海洋平台材料疲劳损伤检测

海洋平台的疲劳损伤问题亟待解决,通过搭建海洋平台材料弯曲疲劳损伤试验平台,以声发射参数分析和小波分析作为分析手段,对海洋平台材料弯曲疲劳损伤过程进行了分析,得到了海洋平台材料疲劳损伤过程中不同阶段的特征信息,为声发射技术在海洋平台安全监测中的应用提供了理论支持。     

小波包-AR谱在钛合金材料声发射监测技术中的应用

鉴于钛合金材料的声各向异性和高声波衰减系数使疲劳试验过程中的声发射监测十分困难。提出了小波包与AR谱相结合对钛合金材料声发射信号进行分析的方法。即对输出信号进行小波包分解,然后分频段对信号进行重构得到包含不同频率成分的时域信号,再进行AR谱分析,从而提取出频谱特征。分析表明,该方法对利用声发射信号分析钛合金材料部件的损伤和裂纹扩展是有效的。可为钛合金部件损伤和裂纹扩展的识别提供可靠的依据。     

Ti2AlNb金属间化合物喷丸强化残余应力模拟分析与疲劳寿命预测

目的 研究经喷丸强化处理后Ti2AlNb材料表层残余应力的分布特征,并预测残余应力对材料疲劳性能的影响规律。方法 通过贴应变片逐层钻孔法,对使用喷丸强化处理后的Ti2AlNb试样进行残余应力测试分析,得到引入残余应力场各方面的测试数据,结合ABAQUS数值模拟方式,对比分析试验与模拟残余应力场结果,获取材料的最终残余应力梯度。利用FE-SAFE软件,通过叠加残余应力场的方式,预测喷丸强化前后试样的疲劳寿命。结果 在文中加工参数下,实验测试和软件模拟结果的重合度良好。喷丸强化可在Ti2AlNb金属间化合物靶材内引入300 MPa左右的最大残余压应力,深度达到了0.12 mm左右。材料表面塑性应变分布不均匀,且造成的塑性应变距表面深度可达0.1 mm。通过喷丸强化引入残余压应力,预测的Ti2AlNb材料疲劳极限可提高12%,高低周疲劳寿命均有明显的延寿效果。结论 验证了有限元数值模拟此材料喷丸强化的准确性和可靠性,得到了Ti2AlNb材料喷丸强化的残余应力场。由于塑性变形诱发机制的限制,喷丸造成塑性应变分布不均匀,塑性应变层深小于残余压应力层深。此外,强化后材料的疲劳性能显著提高,疲劳极限有可观的提升,且高低周疲劳均有较好的延寿效果。     

飞机疲劳开裂声发射波形信号的人工神经网络模式识别方法

利用SOM神经网络,对分类挑选的飞机疲劳过程采集的声发射波形信号进行模式识别分析,得到一组(300个)疑似裂纹的波形信号。其特点有:频谱图上同时出现三个明显的峰值,其能量相对较大,且频率基本固定。其中,第三峰值频率(168.5kHz)与先前的试验数据(175.8kHz)相接近,已具备了较明显的裂纹特征。     

金属高温轴向加载低周疲劳试验探讨

在国内还无金属高温轴向加载低周疲劳试验标准的情况下，如何确保疲劳试验结果的准确性，一直是实验人员十分重视的问题。通过大量高温低周疲劳试验，探索了导致疲劳数据不稳定的重要因素，结果表明，试样、夹具以及试验机连接整体的同心度是影响高温轴向疲劳试验测试精度的重要因素。     

腐蚀条件下新型胶体密封剂对典型飞机结构材料疲劳性能影响

针对飞机结构密封防水问题,研制了一种新型胶体密封剂。采用加速模拟环境方法,考核验证了这种胶体密封防水新技术的腐蚀防护性及其对典型飞机结构材料疲劳性能的影响。试验结果表明,与常规环境下原始疲劳寿命相比,随加速腐蚀周期增加,典型飞机结构材料疲劳寿命大幅度降低,而涂敷新型胶体密封剂后其疲劳寿命没有明显变化。新型胶体密封剂具有良好的密封防水、防腐功能,能够有效地抑制或减缓水分、腐蚀性介质的侵入,明显提高了典型飞机结构材料的抗环境腐蚀品质,适用于解决飞机结构密封防水问题。     

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.     

8Cr4Mo4V材料钢球滚动接触疲劳试验研究

为了评价当前工艺水平航空主轴承用8Cr4Mo4V材料钢球滚动接触疲劳性能,以9.525 mm直径的8Cr4Mo4V材料钢球为研究载体,采用五球疲劳试验机开展不同应力水平下接触疲劳试验,对试验失效钢球通过失效模式与失效断口演变形式分析,确定试验数据有效性,同时提出简单程序数据处理方法对试验数据进行分析,获得不同失效概率下的钢球疲劳寿命并形成P-N疲劳曲线。结果表明:当前工艺水平航空主轴承用8Cr4Mo4V材料钢球滚动接触疲劳寿命是国外1992年试验国外材料钢球疲劳寿命的3倍以上;通过对9.525 mm直径8Cr4Mo4V材料钢球疲劳试验数据分析,求解出应力寿命函数的待定系数,可预测出不同应力水平下的接触疲劳寿命。     

马氏体含量对双相钢焊点拉拉疲劳性能的影响

焊点的疲劳性能是决定车身安全性和可靠性的重要因素. 对不同强度的DP780,DP980和DP1180双相钢焊点进行了检验,在疲劳试验机上进行了拉剪疲劳试验,获得了焊点的疲劳寿命曲线,分析了焊点显微组织、硬度与疲劳性能的关系. 并对焊点的疲劳失效进行了分析. 结果表明:母材性能对其焊点的疲劳性能有较大影响. 母材强度越高即马氏体含量越多,其疲劳性能越优异,三种材料的失效模式均是沿着焊点圆周断裂,裂纹在熔核与母材交界的热影响区萌生,且先贯穿板厚,贯穿板厚的裂纹作为二次裂纹源向板宽方向扩展直至断裂.     

内含硬α夹杂钛合金轮盘裂纹扩展研究

为研究钛合金轮盘内部硬α夹杂疲劳裂纹扩展特性,对含预置硬α夹杂钛合金轮盘开展低循环疲劳裂纹扩展试验。结果表明:5229次循环后轮盘破裂;疲劳断口宏观、微观特征显示,预置硬α夹杂为本次疲劳破坏的疲劳源;在裂纹扩展前期,轮盘断口裂纹扩展速率较材料试验数据快;在裂纹扩展中期,断口裂纹扩展速率曲线呈对数线性关系;为了解决疲劳裂纹扩展后期疲劳条带不易识别的问题,使用等效裂纹扩展模型拟合断口裂纹扩展速率曲线,从而可以利用疲劳条带宽度来计算总寿命。同时,利用断口数据,提出和总结了预置硬α夹杂钛合金轮盘裂纹扩展特性仿真研究的方法。仿真研究显示:基于Paris公式建立裂纹扩展模型能较好地预测轮盘裂纹扩展特性;轮盘由于疲劳发生最终断裂破坏时,裂纹前沿的应力强度因子远大于断裂韧性,因此,不宜使用应力强度因子直接作为破裂准则。     

Development of compacted vermicular graphite cast iron for railway brake discs

In the case of employing brake discs as a key component of mechanical brake equipment, the initiation of thermal cracking owing to repetitive thermal shock generated during braking may potentially lead to higher maintenance costs, worsened braking performance, and greater risk of railway accidents. The purpose of this study is to gain basic data to facilitate application of compacted vermicular (C. V.) graphite cast iron to brake discs in order to obtain high thermal crack resistance and improved lifetime. To this end, this study developed three types of C. V. graphite cast iron with differing content of key elements, including Ni, Cr, and Mo. Each test specimen underwent numerous tests for evaluation of materials characteristics, and the results were compared with those obtained for existing materials. The test results show that the thermal fatigue lifetime of material C is nearly double that of the conventional material. This demonstrates the suitability of material C as a material for brake discs in mid- to high-speed railway vehicles.