金属管直径对声发射波传播的影响

针对海洋平台声发射无损检测的需求,通过研究同壁厚异径金属管声发射波传播特性,并与同厚度金属板中声发射波传播特性作一对比,得出异径金属管和板中传播特性规律及差异,揭示管径对声发射波传播特性影响。同壁厚管随着管径的增大,其声发射信号的峰值均呈衰减趋势。     

基于模态理论降低声发射源定位误差的方法

以玻璃纤维复合材料为研究对象,对声发射波在玻璃钢中传播的频率变化规律进行了研究,发现距声发射源不同位置采集到的声发射波的主要频率范围并不相同;根据模态声发射理论中不同频率段声发射信号传播特性不同的结论,对声发射波经不同通频带滤波器滤波后到达各传感器的时间差的线性关系进行了比较分析,得出声发射波到达时间的精确提取方法,发现模态滤波定位误差明显低于传统时间提取定位误差。     

碳纤维复合材料板的声发射源定位

与常规的无损检测技术相比,声发射技术对动态缺陷更为敏感,但在实际应用中,声发射技术却存在板结构中声发射源的定位精度不高、复合材料的各向异性等特性会对声发射信号造成干扰和影响等问题。以声发射技术在实际应用中存在的一些问题为出发点,以各向异性复合材料板为试验对象,探究复合材料结构中的声发射源定位原理,分析了复合材料板中声发射信号的传播特性,绘制了复合材料板中声发射信号传播速度的全向性曲线,最后通过布置传感器阵列实现了复合材料板中的声发射源定位。     

几种典型接合界面对声发射信号衰减的影响

为研究声发射信号经过各种不同接合界面的传输衰减特性,设计了声发射信号经过螺栓紧固联接面、大小界面接合面、焊接面、法兰连接面等四组典型接合界面传播时的模拟试验来分析研究其声衰减特性。试验结果为实际应用中分析不同接合界面对声发射信号衰减的影响提供了重要参考。     

飞机蜂窝复合材料板压缩过程的声发射定位研究

声发射检测的主要目的是发现声发射源和有关源的信息,声发射源定位是声发射检测中至关重要的指标,其准确程度反映了声源的检测位置与实际缺陷源位置的符合程度。本研究针对复合材料的特性,结合实际情况进行了声速和衰减测量实验,并通过断铅实验对复合板进行声发射定位。通过对复合材料板压缩实验的在线监测,基于声发射信号参数的提取及关联图分析,给出了各损伤阶段的参数特征,以及声发射监测区域内的裂纹萌生扩展断裂的时间和位置。研究结果表明,复合板实际断裂位置与声发射监测得出的位置相吻合。     

玻璃纤维复合材料板声发射信号传播特性

以玻璃纤维复合材料板为研究对象,通过断铅试验分析了声发射信号在复合材料中的衰减规律和传播速度规律。根据试验结果对波速表达式进行了多项式拟合,得到了声发射信号沿任意方向传播时的传播速度,利用多项式计算得到的波速进行线性定位,其定位误差在3%以内,验证了波速-传播方向多项式的有效性,为后期玻璃纤维复合材料声发射源定位研究奠定了基础。     

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。     

复合材料拉伸过程的声发射特性研究

为了研究16MnR／0Cr18Ni9Ti复合材料断裂过程的声发射特性,可以利用声发射技术对16MnR／OCr18Ni9Ti复合材料试件的拉伸过程进行全程监测。研究表明,材料拉伸断裂过程中,声发射信号丰富明显,可测性良好,并且不同破坏阶段的声发射信号具有不同的特征。通过对不同拉伸阶段声发射信号的参数分析,可以了解材料不同变形阶段的声发射特性,并据此来分析材料损伤的发生、发展及演变过程。与传统的力学试验方法相比,声发射技术在研究复合材料断裂过程方面具有明显的优势。     

阶梯加载在复合材料容器声发射检测中的应用

对阶梯加载方式在复合材料容器声发射检测中的应用进行研究,发现每一阶梯载荷下的费比变化过程可以用来细观描述容器受载时的变化过程,获得和常规加载方式一致的信号趋势信息,且对容器强度影响较小。研究可为该种加载方式在容器质量评估中的应用提供支持。     

超声表面SH波的特性评价：国外超声检测新动态

概述超声表面SH波的声场特性、声参数测定方法和检测灵敏度的影响因素及其评价,希望对国内普及表面SH波工业检测、开辟超声新技术起启发作用。     

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。     

钛合金裂纹声发射源的特征分析与实验验证

针对钛合金损伤在役监测需要,提出采用声发射实时动态监测技术。为了对钛合金中裂纹声发射源做特征分析,利用有限元分析方法,通过建立钛合金二维模型,采用3种力源函数对材料中不同类型、不同中心频率与不同传导距离的裂纹声发射源开展研究,并结合频散曲线,利用小波方法分析声发射源的特征频率与模态。结果表明：双极子源在平行X轴源方向产生的结果整体上非常清晰,在中低频范围与S0模态一致;但在Z轴源方向,对于特征频率为0～200 kHz时未能明显体现Lamb波产生波形的模态。单极子源1平行X轴源方向产生的结果在中高频高幅值区域最清晰,但在低频处的混叠,不易对模态进行识别;在Z轴源方向,A0模态识别最清晰。单极子源2平行X轴源方向产生的结果最精准地反映了中心频率,但对于S0模态识别的清晰度要弱于其他2种源的结果;Z轴源方向也同样反映出清晰度较弱。采用断铅实验的验证结果与仿真结果较一致,说明仿真结果的可靠性。     

测量距离对超声表面波评价不同组织的材料表层硬度的影响

通过搭建高精度的超声表面波检测系统,采用双探头法测量不同热处理45钢标定试件超声表面波的传播声时和接收声波幅值,分别计算超声表面波的传播声速和衰减系数;在测量过程中,改变发射探头和接收探头之间的距离,研究不同测量距离及微观组织对超声表面波声速测量的影响,由此建立材料表层硬度、微观组织及超声表面波特征值之间的映射关系,得到超声表面波评价45钢试件表层硬度指标的标定模型,并对标定模型进行验证。研究表明,采用超声表面波声速评价45钢表层硬度可行,标定模型预测硬度误差满足工程应用误差10%的要求;超声表面波衰减系数与材料表层硬度没有明显的映射关系,不能作为评价45钢试件表层硬度指标评价参量。     

工艺参数对双层金属保温容器外壳同步液压胀形成形的影响规律研究

基于表面带有浮雕图案的双层金属保温容器外壳同步液压胀形成形技术特点和Dynaform软件,建立了相应的三维弹塑性有限元模型,采用正交试验法对篮球形双层金属保温容器外壳同步液压胀形成形过程进行了数值模拟;根据正交试验所得到的优化工艺参数,对足球及排球形双层金属保温容器外壳同步液压胀形成形过程进行了模拟研究,获得了同步液压胀形成形时,工艺参数对3种不同浮雕图案的成形质量、应力分布的影响规律,分析了影响外壳表面浮雕图案成形质量及产生成形缺陷的原因。结果表明,影响双层不锈钢真空保温容器外壳表面浮雕图案质量因素的主次顺序为:板料厚度、加载时间、加载压力;不同表面浮雕图案成形所需压力大小与图案复杂程度及纹理方向有关。     

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。     

Characterization of microplasticity in TiAl-based alloys

Three different characteristic microstructures of Ti–44Al–8Nb–1B (at.%) have been studied by in situ loading, with acoustic emission and image correlation and ex situ by electron backscatter diffraction and transmission electron microscopy. Microyielding and pre-yield cracking occur at different applied stress levels; nearly fully lamellar material yielding at the lowest and duplex material at the highest stress. The early microyielding in the lamellar microstructures is explained by strain heterogeneity seen in the early stages during loading; the microyielding is higher in lamellae at 45° than in lamellae parallel or perpendicular to the loading direction. Duplex microstructures show no detectable strain heterogeneity until macroscopic yield occurs. The lower bound of the internal stress present in undeformed near lamellar and fully lamellar samples was estimated by observations of dislocation loops at alpha-2/gamma interfaces. The observations are discussed in terms of the influence of internal stress on the tensile and fatigue properties of the different microstructures.     

复合材料电磁传播特性及应用分析

分析了复合材料微波检测中电磁参量、电磁波频率和介质薄片厚度的计算方法。基于复合材料媒质间的电磁传播特性，提出了微波无损检测技术应用于复合材料检测时的局限性和不足。给出了由于脱粘空气层引入后，透射波振幅减小和相位延迟的解决方法。推导了层间脱粘将会改变总的传输系数的结果，对今后复合材料微波检测工作的方向进行了探讨。     

In-situ monitoring of ultrasonic attenuation during rotating bending fatigue of carbon steel with electromagnetic acoustic resonance

Using electromagnetic acoustic resonance (EMAR), we studied the evolution of the surface-shear-wave attenuation and phase velocity during rotating bending fatigue of a 0.45% C steel. In the EMAR method, we used a magnetostrictively-coupled electromagnetic acoustic transducer (EMAT) for the contactless measurements of the axial shear wave that is a surface-shear wave, propagating in a cylinder-specimen circumference direction with the axial polarization. The attenuation coefficient always showed sharp peaks around 90% of the fatigue life, independent of the fatigue-stress amplitude. In addition to the ultrasonic measurements, we made crack-growth observations using replicas and measured recovery of attenuation and velocity after stopping the cyclic loading just before and after the peak. From these results, we concluded that the evolution of the ultrasonic properties is caused by a drastic change in dislocation mobility being accompanied by the crack growth.     

新制加氢反应器水压试验过程的声发射检测

为发现新制压力容器的先天性活性缺陷,提高制造质量,对一台新制加氢反应器水压试验过程进行声发射检测。采用三角定位与线定位结合的方法,对加氢反应器壳体和接管进行了整体检测。采用二次加载的方式,重点分析第二次加载过程和保压阶段的声发射信号。检测过程共发现3处有效声源,通过采用超声波和渗透探伤方法进行复验,确定声源Sl为流动噪声;声源S2为鞍座与筒体间的机械摩擦信号;声源S3为弯管内堆焊层表面缺陷。该检验实例可为新制容器出厂前的全面检验提供借鉴。