钢筋混凝土构件损伤状态的声发射识别

为实现钢筋混凝土构件的损伤识别,利用声发射技术对钢筋混凝土梁进行了损伤监测研究。采用Hilbert-Huang变换对声发射信号进行了分析,利用经验模态分解(EMD)将信号分解为固有模态函数(IMF),得到Hilbert谱,反映信号时频特性。从IMF中提取声发射特征参数,即固有模态函数最大瞬时幅值和特征瞬时频率。通过参数与波形的混合分析,确定钢筋混凝土构件的损伤状态,获得结构加固修复和失效破坏的两个安全预警信号,为声发射技术应用于钢筋混凝土结构健康监测提供理论基础。     

基于声发射波形流信号的滚动轴承故障双谱分析及诊断

使用声发射波形流测试技术,采集滚动轴承正常状态及外圈故障、内圈故障和滚动体故障时的声发射波形流信号,分析声发射波形流信号与故障频率特征值间的关系。运用包络谱分析方法对滚动轴承声发射波形流信号进行分析,提取运转过程中信号峰值频率,通过与滚动轴承不同故障固有特征频率的理论值对比,发现具有很好的一致性。通过对滚动轴承声发射波形流信号的包络分析,可实现滚动轴承故障的早期诊断。     

基于声发射信号的柴油机排气阀故障诊断试验研究

气阀的撞击和气体压力的冲击均会产生声发射信号,声发射信号的频率范围宽,信息量丰富,在无损检测领域已得到了广泛应用,将声发射传感器引入柴油机排气阀的故障监测诊断中,以WP10.240N型柴油机为研究对象,搭建试验测试平台,模拟3种类型的排气阀故障,通过试验研究了柴油机气阀在不同状态下声发射信号特征,提取了与排气阀故障相关的特征参数,探索了基于声发射信号的柴油机气阀故障诊断的可行性。     

水-力耦合条件下玄武岩声发射特征试验研究

开展玄武岩水-力耦合室内三轴试验,通过传感器接收玄武岩在破坏过程中所释放的声发射信号,基于声发射事件率、主频以及上升时间与最大振幅比值（ratio of rise time to maximum amplitude, RA）-平均频率（average frequency, AF）来研究玄武岩在水-力耦合作用下的声发射特征。水-力耦合作用下玄武岩破裂过程中的声发射事件率随着水压增大在峰后阶段表现得更为集中;声发射主频信号呈带状分布,主要集中于中频段（75～200 kHz）,水压增高对小尺度的裂纹扩展有一定的促进作用;RA-AF值说明玄武岩内部裂纹扩展过程表现如下：张拉破坏→剪切破坏为主、张拉破坏为辅的局部剪切破裂面→宏观剪切破裂面;基于声发射三维定位,发现随着水压增大岩石内部破坏程度加剧,裂纹数量增加,宏观破裂角逐渐减小。     

声发射特征在灰岩损伤识别及定量评估中的应用

岩石的损伤演化研究直接关系到我国重大地下工程的安全控制问题,特征应力作为岩石变形破坏过程中的阈值应力,其能否被准确识别将直接影响损伤评价效果。本文利用RMTTS应力测试系统和MISTRAS声发射试验系统,针对灰岩裂缝应力的识别及损伤定量评价问题开展相关研究。通过灰岩单轴压缩下的声发射试验,分析了与应力-应变曲线各阶段对应的声发射信号特征,当裂缝扩展由稳定阶段发展为不稳定阶段时,声发射信号在频率和能级上都有较大幅度提高。基于灰岩单轴循环加载过程中Felicity效应比值FR的变化规律,提出了一种不依赖应变测量的裂缝损伤应力识别方法,对3组灰岩岩芯的识别结果为0.7-0.75σc ,与已有的应力-应变曲线法识别结果0.73σc 对比,验证了该方法的可靠性,Felicity效应识别法保证了求解结果的客观性,其识别范围可由循环加载间的应力增量大小决定。利用基于声发射能量值表征的损伤变量,对灰岩的损伤演化过程进行了定量评价,结果表明：在损伤稳定演化区间内,28.3％的应力范围,损伤累积了17.4％;而在裂缝损伤应力之后的损伤加剧演化区间内,26.1％的应力范围内,损伤累积了80％。本文的研究成果可为深入认识工程领域中岩石的损伤演化机制提供技术支持。     

混凝土单轴压缩过程中损伤演化与声发射分析

为了研究混凝土单轴压缩状态下的损伤演化过程,利用声发射设备采集试样破坏过程的声发射数据,基于声发射信号建立声发射能量表述的损伤本构方程,对损伤程度进行量化表述,提出了损伤因子在启裂强度和损伤强度的取值区间.基于连续介质损伤力学,对微裂纹的发育过程和声发射能量数综合分析.结果表明,理论应力-应变曲线与试验曲线吻合较好,混凝土单轴压缩过程各阶段吻合度较高,混凝土单轴压缩损伤本构模型具有一定的合理性.     

基于小波变换的金属材料声发射特性研究

以Q235-B碳钢和0Cr18Ni9不锈钢为研究对象,分别对其在塑性变形和裂纹扩展时产生的声发射信号进行检测,运用小波变换分析检测信号来研究材料的声发射特性。结果表明,碳钢产生声发射信号经db5小波6级分解后,d5级信号占的能量比例最大,其峰值对应频率基本在166-176kHz内,裂纹扩展时这一级信号所占能量比例较塑性变形时高;不锈钢产生声发射信号经同样变换后,d6级信号占的能量比例最大,其峰值对应频率基本在88-112kHz内,裂纹扩展时这一级信号所占能量比例较塑性变形时高。     

风力机叶片裂纹特征的小波尺度谱识别

为了在强大噪声干扰下提取风力机叶片的早期裂纹特征,识别不同种类的裂纹,通过搭建声发射设备检测风力机叶片复合材料块实验平台,采集扩展裂纹与萌生裂纹的声发射信号,并借助小波尺度谱优越的时频分析性能来有效提取裂纹信号的特征,以区别扩展裂纹和萌生裂纹.实验结果表明,小波尺度谱能有效提取非线性、非平稳信号中的故障特征,优于小波分析方法.通过实验研究,得到了识别扩展裂纹和萌生裂纹的判据,建立了基于声发射和小波尺度谱的风力机叶片裂纹识别新方法.     

碳纤维复合材料损伤识别的AE频响分析方法

为了深入理解树脂基碳纤维复合材料的损伤发生和演化规律,制作了三种不同铺层的中心开孔的拉伸试样和一种用于测试层裂的拉伸试样,应用声发射技术全程监测拉伸试验。试验结果分析表明,声发射信号的峰值频率能有效的识别复合材料的各种损伤模式。对在试验过程中采集的声发射信号进行希尔伯特-黄变换,可以有效的分离隐含于声发射信号中的复合材料各种损伤模式,为声发射技术应用于实际复合材料结构的安全监测提供有效方法。     

基于声发射事件b值变化规律的岩石破坏前兆识别及其局限性

利用多道声发射采集系统记录了不同岩性的岩石试件变形破坏过程中的AE全波形,由扫描算法求得试件变形全过程的声发射b值动态曲线.声发射b值在岩石加载前期和中期阶段b值总体呈上升趋势,上升过程中有不同程度和次数的起伏,到岩石接近破坏时,b值迅速降低.但是,声发射b值的下降并不一定代表岩石即将失稳破坏,仅依靠声发射频率和强度参数并不能完整准确地反演岩石内部结构,也不能实现对岩石失稳破坏的预测预报.岩体的动力失稳破坏的机理异常复杂,要实现准确的预测预报,应对声发射信号所包含的信息进一步挖掘,并对比分析其它岩石状态参数的变化规律.