利用声发射技术监测金属塑性成形中润滑状态的试验研究

金属塑性成形中的摩擦是一个非常复杂的动态过程,对工件的成形质量影响极大,测量这一动态过程是极端困难的,但是这一动态过程又必须被测量并加以研究.利用声发射技术测量并研究了凸模胀形过程中不同润滑条件下的动态摩擦的全过程,研究结果表明:润滑条件对声发射信号的强弱有明显的影响,随着润滑条件的恶化,声发射信号由弱变强,通过声发射信号的强弱能够判断润滑条件的好坏,利用声发射信号监测金属塑性成形过程中的润滑条件与磨损状态是可行的.     

无润滑条件下金属板材凸模胀形声发射检测

应用声发射技术检测了无润滑条件下的金属板材凸模胀形过程，应用所得的声发射特性曲线分析了凸模胀形的变形过程，得出了有益的结论。     

声发射技术在凸模胀形摩擦问题中的应用

应用声发射技术研究了凸模胀形过程中的摩擦问题。研究结果表明：无润滑条件下凸模胀形声发射振铃计数率有三个不规则的峰；磺油润滑条件下也有三个峰，但声发射振铃计数串之值大大下降；磺油加塑料膜润滑条件下只有一人峰，其值低于磺油润滑。本文分析了出现以上现象的原因。     

精密孔加工中声发射信号自动检测刀具对中的新方法

本文介绍在对精密孔进行车削，镗削加工过程中，使用声发射技术自动检测刀具对中的方法及为此建立的刀具准确，灵敏对中的声发射检测实验系统；研究了切削加工中对声发射信号特征参量大小的影响因素，得出了ＡＥ信号参量和刀具与工件孔间偏心量的关系，文章同时介绍了新研制的专用对中仪。     

电阻点焊熔核形核信息的声发射信号表征

以结构负载压电传感的方式,研究借助声发射信号表征电阻点焊铝合金过程的熔核形核信息,包括焊接过程的声发射信号表征和熔核质量信息的声发射信号表征.结果表明,电阻点焊不论是稳定形核还是非稳定形核均可以用声发射信号来表征熔核形核的不同物理阶段.熔核形核的飞溅、开裂等特征事件也可以利用电阻点焊过程声发射信号的形核声发射特征参数来予以界定.声发射特征参数与熔核形核尺寸、焊点拉剪载荷具有较好的相关性.可以使用焊接过程中的声发射特征参数作为检测或预测熔核形核尺寸和焊点拉剪载荷的依据之一.     

基于谐波提取的焊接过程声发射信号特性分析

通过试验掌握焊接过程中声发射信号特性是实现焊接裂纹声发射在线检测的前提。提出了一种基于谐波提取的声发射信号特性分析方法,结合焊接过程中声发射信号测试试验,对焊接过程中的声发射信号进行有效提取与频谱分析,获取了焊接过程中摩擦激励源、焊接电弧冲击激励源和焊接结构裂纹激励源声发射信号的频域特性。为实现焊接过程中的结构裂纹声发射在线检测提供了基础数据及参考依据。     

6H-SiC脆性切削声发射响应的分子动力学研究

采用分子动力学方法研究了6H-SiC脆性切削的声发射响应。研究了原子尺度下6H-SiC的微变形和裂纹形核,同时对加工过程中的声发射源进行了识别,分析了其相应的声发射特征。结果表明,6H-SiC在77 nm切削深度下的脆性变形过程简单但不寻常;在6H-SiC切削过程中位错不会连续扩展,变形后的工件在刀具挤压作用下被分割成块,并由位错的快速扩展引发裂纹。对于影响声发射源特征的因素研究发现：初始压应力会导致声发射功率的下降;频率-能量分析中可见的3种声发射源分别是晶格振动、位错扩展和裂纹扩展。此外,在1 K温度下,2次明显的位错传播的声发射响应比晶格振动具有更高的频率特性,但总能量水平最低。相反地,裂纹扩展的声发射响应具有更为明显的频率分布特性和能量特性。     

药筒筒体旋压工艺参数影响分析

通过数值模拟方法,分析了错距值、压下量等旋压工艺参数对药筒筒体加工质量的影响.采用弹塑性材料模型和库伦摩擦模型,以旋轮的径向旋压力、工件变形速率和内径胀缩量为研究对象,得到了径向旋压力,内径尺寸胀缩量和变形速率在不同错距值和径向力均方差下的变化规律.模拟结果表明,错距值与压下量的不同匹配,对旋轮径向力影响很大,工件内径胀缩量随错距值增大呈U形变化,径向力均方差在0.95 mm时,变形速率最大.     

6H-SiC脆性切削声发射响应的分子动力学研究（英文）

采用分子动力学方法研究了6H-SiC脆性切削的声发射响应。研究了原子尺度下6H-SiC的微变形和裂纹形核,同时对加工过程中的声发射源进行了识别,分析了其相应的声发射特征。结果表明,6H-SiC在77 nm切削深度下的脆性变形过程简单但不寻常;在6HSiC切削过程中位错不会连续扩展,变形后的工件在刀具挤压作用下被分割成块,并由位错的快速扩展引发裂纹。对于影响声发射源特征的因素研究发现:初始压应力会导致声发射功率的下降;频率-能量分析中可见的3种声发射源分别是晶格振动、位错扩展和裂纹扩展。此外,在1 K温度下,2次明显的位错传播的声发射响应比晶格振动具有更高的频率特性,但总能量水平最低。相反地,裂纹扩展的声发射响应具有更为明显的频率分布特性和能量特性。     

基于HHT的预应力钢筋混凝土梁断裂AE信号分析

针对混凝土材料损伤所产生的声发射信号复杂的特点,提出了基于Hilbert—Huang变换的分析混凝土声发射信号的新方法。利用全波形声发射技术记录了预应力混凝土梁在三点弯曲荷载试验下整个破坏过程的声发射信号,研究了声发射累计能量随时间变化的关系曲线,分析了梁在不同破坏阶段产生的实测声发射信号,获得了信号的Hilbert谱。通过与小波分析结果进行比较,显示出该方法具有处理精度高、自适应性强的特点,能有效地提取声发射信号中损伤的主要特征,为声发射信号处理提出了一种新的途径。     

球形凸模胀形时摩擦应力分布的理论计算、分析与实验验证

从理论上研究了球形凸模胀形过程中正应力和摩擦应力沿子午面(θ)方向的分布状况,进行了理论推导,根据推导结果对凸模胀形过程中出现的变形不均现象做出了解释。     

金属板材液压胀形声发射检测

应用声发射技术检测了A3钢、20钢、45钢、406钢板材液压胀形全过程,所得数据表明液压胀形全过程存在两个屈服阶段,两次变形转移。第一阶段的屈服是凹模入口以内圆形区域金属的屈服,第二阶段的屈服是凹模入口以外筋板内环形区域金属板的屈服,说明凹模以外金属开始被拖动。第一次转移是由凹内向凹模外的环形区转移,第二次转移是环形区向中心区转移。胀形深度一声发射计数主经曲线有两个峰值区,两个平静区,第二个峰值的出现,表明凹膜入口以外的金属进入凹模内流动,第二个平静区预示着材料的破坏。     

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.     

单向压缩实验测试大变形冷拉铝棒力学性能

描述了在室温下用单向压缩实验测试大变形条件下冷拉铝棒的力学性能的方法和步骤,求出了大变形条件下的材料常数。实验结果表明:端面不同摩擦条件对试样压缩后的高度应变,开始时影响较大,随着变形程度的增加影响减小;冷拉铝棒在大变形条件下的实际应力-应变曲线,可以较为准确地用指数形式的硬化曲线表示;加载历史对指数硬化规律有较大的影响;端面不同摩擦条件对试件压缩后的鼓出程度影响很大,垫聚乙烯对降低摩擦影响有明显效果;随着变形程度的增加,鼓出程度明显增加,但当变形程度达到一定的值以后,鼓出程度减小。     

基于不同材料的动态摩擦声发射特征参数研究

为了解不同材料摩擦时产生的声发射信号的特性,用声发射技术检测了几种材料（45钢-45钢、45钢-铜板及45钢-铝板）的试件表面发生相对运动时的动态摩擦状态。对摩擦过程中产生的参数进行了分析。结果表明,在三种不同材料产生的声发射信号中,幅度之间的差别非常明显,而且差距分布比较合理,能量与振铃计数则无此特点,从而证明了声发射幅度是表征不同材料的最佳参数。     

金属塑性成型过程中摩擦声发射信号特征

在金属塑性成型的过程中,在较大的正压力作用下,变形金属与模具之间存在着摩擦力,导致除了浪费能源以外,还会使金属坯料的变形不均匀。采用声发射技术,检测了模拟金属滑块和滑板在三种匀速运动及三种正压力的情况下,产生的塑性变形摩擦声发射信号的变化。试验结果表明,在特定条件下,随着正压力的增加,声发射信号的计数和幅度减少。     

镦粗试验中鼓度与摩擦的相关性研究

建立了圆柱体镦粗的刚塑性有限元模型,模拟了高径比为1．5和1．0、当摩擦因子从0.1到1.0之间变化时圆柱体镦粗过程,给出镦粗试验中试件鼓度与接触面上摩擦因子间的定量关系,该关系可用来剔除流动应力试验中的摩擦和测量接触面上的摩擦因子。     

金属管接头复合成形过程有限元模拟及实验研究

针对凸筋类金属管接头提出了一种新的管接头复合成形工艺：“缩口－轴压－胀形”复合成形工艺,分析了该复合成形的工艺特点,利用刚塑性有限元方法对复合成形过程进行了模拟,得出了不同时刻的网格变形图和等效应变的等值线分布图,讨论了缩口半锥角和摩擦因子对成形极限的影响,将刚塑性有限元计算的结果与实验结果进行了比较,并得出了一些对生产实际有价值的结论     

Structure factor of acoustic emission upon high-temperature deformation of aluminum

The accumulation of deformation and acoustic emission upon high-temperature loading of aluminum has been studied. It has been established that in aluminum the accumulation of deformation in the course of a thermomechanical cycle brings about the formation of deformation bands whose density is of a pronounced quasi-periodic character depending on the temperature. The minimum and the maximum of the density of deformation bands correspond to the temperature of jumplike development of deformation and to the monotonic character of deformation accumulation, respectively. The monotonic accumulation of deformation is accompanied by a monotonic growth of the root-mean-square voltage of acoustic emission, while the jumplike development of deformation, by high-amplitude single acoustic signals. The amplitude of single acoustic signals correlates with the strain rate.