起重机箱形梁结构表面裂纹扩展的声发射特性

采用声发射技术监测带有表面焊接裂纹的箱形梁结构的三点弯曲试验。分析了箱形梁试件受载弯曲过程中裂纹扩展的声发射信号特征,比较了加载过程中不同载荷水平下定位源信号的声发射参数特征。研究发现,表面裂纹扩展的声发射信号为突发型信号,其幅度主要为45～60dB,频率主要分布在100～450kHz。试验结果表明,线定位方法可以对箱形梁试件中的裂纹缺陷进行准确定位。     

异种钢接头热影响区裂纹扩展声发射特征信号分析

文中以P92钢与Ni基焊材焊接热影响区为研究对象,通过采集紧凑拉伸试验过程中异种钢接头热影响区启裂及裂纹扩展的声发射特性信号,分析裂纹扩展的声发射信号幅值、频率分布、能量及振铃计数等特征参数,同时分析声发射特征信号与断口形貌之间的对应关系。结果表明：裂纹扩展声发射信号均为突发型信号,频率主要集中在50～200 kHz;裂纹稳定扩展的声发射信号具有平均幅值较低、总能量和振铃计数率参数变化平缓的特点;裂纹失稳扩展的声发射信号具有平均幅值较高、总能量和振铃计数率参数呈瞬时增加的特点;裂纹稳定扩展阶段的声发射特征信号与韧性断口特征相对应;裂纹失稳扩展阶段的声发射特征信号与准解理断裂或解理断裂特征相对应。     

基于不同频率下疲劳裂纹扩展时声发射特性分析

为了探究Q345R材料在循环载荷作用下的性能,开展不同频率下疲劳裂纹扩展实验,对照疲劳载荷过程中的损伤过程,提取声发射信号特征参数并进行综合分析。研究发现不同加载频率下,材料疲劳裂纹扩展长度与循环次数的关系;同时通过声发射在线监测其过程中的特征参数,发现疲劳裂纹扩展和断裂过程中的规律性,为声发射技术应用于Q345R材料的在线检测提供了参考。     

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。     

30CrMnSi三点弯曲过程的声发射特性研究

利用全波形声发射技术记录了30CrMnSi高强度合金钢在三点弯曲载荷下整个破坏过程的声发射信号。在研究了声发射累计振铃计数随栽荷变化的基础上，得出裂纹的发展过程大致可分为三个阶段。采用参数分析法和频谱分析法对裂纹发展的三个阶段声发射信号进行了统计和分析，得出声发射信号频率的升高和幅值的增加是构件逐渐破坏的特征。     

声发射监控疲劳裂纹扩展的技术研究

介绍声发射技术监测疲劳裂纹扩展的试验应用研究.运用声发射技术动态监测的特点对疲劳试验中已发现的疲劳裂纹实时监测其扩展情况,通过合理选择传感器监测位置和定位方式,以疲劳裂纹扩展产生的声发射信号特征参数为基准,对采集到的声发射信号的事件数、频率、幅值、能量、上升时间等参数进行分析并设置滤波器以去除非相关的干扰信号,随后采用...     

孔洞对双晶TiAl合金断裂行为影响的声发射响应

本文基于分子动力学方法,对含孔洞的双晶TiAl合金试样进行了单轴拉伸模拟,在纳米尺度下研究了材料变形和断裂过程中的缺陷演化行为及其声发射响应。研究发现：孔洞大小和位置对材料的弹性模量影响较小,屈服强度随孔洞尺寸的增大而降低;进入塑性变形后,孪晶界对孔洞边缘连续发射的位错有阻碍作用,使晶体强度增加;达到屈服应力时,含晶界孔洞的试样更容易产生稳定的位错结构,阻碍其他位错运动,从而提高了晶体强度;通过对拉伸过程中的声发射信号进行分析,发现声发射信号主要来源于晶格振动,并且具有较大的功率值范围和较低的中值频率;位错滑移的声发射信号表现出宽频域的特点,位错增殖和位错塞积的声发射信号表现出低功率的特点;裂纹扩展的声发射信号属于突发型信号,表现为高频率、高功率的特征。     

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。     

单晶γ-TiAl合金纳米切削过程声发射响应的原子模拟

本工作采用分子动力学方法研究了单晶γ-TiAl合金纳米切削过程的声发射响应。从原子尺度阐述了单晶γ-TiAl合金切削过程中裂纹形成机理。研究发现：切削初期随着切削力持续增大,剪切区域产生周期性的剪切带;与此同时,在高压应力和弹性应力波共同作用下,类晶粒晶界的非晶原子带的产生阻碍了剪切带的持续发射,使主剪切区的应力无法及时通过剪切带释放,产生局部应力集中现象,导致裂纹萌生并扩展;通过对采集的声发射信号分析,压应力会导致切削过程中声发射功率下降。在时域上,通过对微观缺陷演化和声发射功率-频率对比分析,阐述了纳米切削过程中晶格振动、剪切带以及裂纹萌生与扩展的声发射响应特征,并通过聚类分析得到了损伤的功率和频率特性。     

基于声发射信号的桥式起重机主梁结构裂纹损伤检测

为了对桥式起重机的损伤情况进行判断，提出了一种基于声发射信号强度与持续时间关系的裂纹损伤检测方法。该方法通过对不同工况下声发射信号的持续时间和信号强度的关联点图的对比分析，提出了一种用于检测裂纹损伤的斜率趋势指标，并对桥式起重机主梁完整结构和与其材料相同的预制裂纹试验件进行了试验。结果表明，无缺陷起重机结构与缺陷起重机结构获得的关联图具有不同的斜率趋势，可以为起重机损伤情况的判断提供参考。     

机械结构在役缺陷危害性的声发射定量评价方法

水力发电厂起重机械是用于起吊转子和闸门等大型零部件的关键特种设备,主要支撑部分为金属结构,一般为非标准设计,结构庞大,利用超声或射线等常规无损检测技术很难对它们进行全面有效的定期检测。探讨了利用声发射技术对其进行检测的可行性,通过对带裂纹缺陷的金属结构加载试验,采集活性缺陷发生发展的声发射信号。应用统计参数方法分析,提出评价裂纹缺陷的活度和强度的定量指标,进而定量评定出在役裂纹缺陷的危险性,为重大机械的定检和安全评价提供理论指导和试验数据。     

TiO2活性剂对不锈钢激光焊接等离子体声发射效应的影响

针对不锈钢采用添加TiO₂活性剂进行活性脉冲激光焊接研究,通过实时检测焊接过程的结构负载声发射信号,研究了激光焊接过程等离子体信息的表征方法及其活性焊接机理.结果表明,添加TiO₂活性剂增强了材料对激光能量的吸收,增强了等离子体的能量及其对材料的传热,从而影响焊接过程传热效应,这是添加TiO₂活性剂的脉冲激光焊接熔深增加的主要机理.利用实时检测焊接过程中的等离子体声发射信号可以对活性脉冲激光焊接过程的等离子体变化行为进行检测和评估.由焊接过程中采集得到的等离子体声发射信号统计而来的振铃计数特征值,以及计算而来的RMS波形和相应信号的功率谱分布,均反映了活性剂的添加增强了激光焊接过程等离子在时频域上的活动.     

声发射源特性的神经网络模式识别研究

提出一种对声发射源活动情况进行模式识别的方法。该方法以裂纹的形成、扩展和断裂三个阶段为声发射源,通过对声发射的参数进行采样和分析,利用不同类型的人工神经网络进行模式识别,以判断理解纹的危害程度。该方法也可用于区别噪声、泄漏、裂纹等不同声发射源的声发射信号,以判断缺陷的类别。     

铝合金P-MIG焊接过程熔滴过渡行为的结构负载声发射表征

通过在线检测铝合金PMIG焊接过程的结构负载声发射信号,研究熔滴过渡行为的表征,以及熔滴过渡形式变化对声发射信号特征参数的影响. 结果表明,焊接过程中检测到的结构负载声发射信号时域波形包含了较多的PMIG焊接过程熔滴过渡特征信息,利用时域波形及其平均振铃计数、平均正峰值等特征参数可以对PMIG焊接过程中的熔滴过渡现象进行表征. 当熔滴过渡频率相同时,随着熔滴过渡对液态熔池的冲击作用增大,声发射信号特征参数相应增大;当熔滴过渡频率不同时,熔滴过渡频率越大,熔滴体积越小,对液态熔池的冲击作用越小,声发射信号特征参数相应减小.     

AE response of α-brass during stress corrosion crack propagation

The present work was aimed at characterizing the acoustic emission (AE) response of α-brass during SCC propagation. For that purpose, slow strain rate tensile tests (SSRT) under potentiostatic control were performed in a 1 M NaNO₂ solution and in Mattsson’s solution. The differences between the AE signals generated by transgranular and intergranular stress corrosion cracking (SCC) were analysed. Results show that the AE activity during the propagation of TGSCC is various orders of magnitude higher than the AE activity during the IGSCC propagation. However, the mean amplitude and rise time of the AE signals registered during the propagation of TGSCC are similar to the AE parameters of the signals registered during the propagation of IGSCC. The measured AE activity was associated with the mechanical tearing of the metallic ligaments left behind by the propagating crack.     

铝合金脉冲MIG焊接熔滴过渡行为的声发射信号时频域表征

通过在线检测铝合金脉冲MIG焊接过程的结构负载声发射信号,研究熔滴过渡模式和行为的时频域表征.结果表明,熔滴过渡声发射信号波形以及熔滴过渡声发射事件的有序性和周期性可以反映脉冲MIG焊接过程熔滴过渡的稳定性和周期性.随着脉冲频率和焊接热输入的增大,熔滴过渡模式由短路过渡转变为射滴过渡,过渡熔滴体积得到逐步细化,表现出递减的声发射能量释放特征.当熔滴过渡为短路过渡模式时,熔滴过渡声发射信号的频域范围较宽,且较为集中在高频部分;当熔滴过渡为射滴过渡模式时,熔滴过渡声发射信号的频率分布范围更窄,且集中在低频部分.随着熔滴过渡模式由短路过渡模式逐渐转变为射滴过渡模式,由熔滴过渡引入的能量变化呈现出先减小再增大的趋势.     

Interface fracture toughness and fracture mechanisms of thermal barrier coatings investigated by indentation test and acoustic emission technique

Interface fracture toughness and fracture mechanisms of plasma-/sprayed thermal barrier coatings (TBCs) were investigated by interfacial indentation test (IIT) in combination with acoustic emission (AE) measurement. Critical load and AE energy were employed to calculate interface fracture toughness. The critical point at which crack appears at the interface was determined by the IIT. AE signals produced during total indentation test not only are used to investigate the interface cracking behavior by Fast Fourier Transform (FFT) and wavelet transforms but also supply the mechanical information. The result shows that the AE signals associated with coating plastic deformation during indentation are of a more continuous type with a lower characteristic frequency content (30-60 kHz), whereas the instantaneous relaxation associated with interface crack initiation produces burst type AE signals with a characteristic frequency in the range 70-200 kHz. The AE signals energy is concentrated on different scales for the coating plastic deformation, interface crack initiation and interface crack propagation. Interface fracture toughness calculated by AE energy was 1.19 MPam_1/2 close to 1.58 MPam_1/2 calculated by critical load. It indicates that the acoustic emission energy is suitable to reflect the interface fracture toughness.     

用声发射研究集料尺寸对混凝土受压力学性能的影响

声发射作为一种动态无损检测方法，在混凝土材料研究中得到了广泛应用。研究混凝土在受压情况下的声发射特性，对含有不同最大集料粒径的普通混凝土和高强混凝土作了测试，涉及声发射信号、最大集料粒径、抗压强度和压应变。实验结果表明，受压过程中探测到的声发射信号包含的信息可用于判定试件的稳定性；声发射信号与集料粒径有很好的相关性。     

2D-C/SiC陶瓷基复合材料拉伸试验的声发射特性

对2D-C/SiC陶瓷基复合材料试样在室温条件下单调拉伸试验和循环拉伸试验的损伤声发射信号进行研究,利用无监督层次聚类分析方法对单调和循环拉伸试验的声发射信号进行损伤模式识别,得出了两种拉伸试验下试样都有相同的损伤分类。对每次单调加/卸载试验分别进行应力和声发射信号分析,得到了在循环加载区间和卸载区间试样的损伤情况。对比分析两种拉伸试验的声发射信号,得到两次试验中首次加载相同应力时,两个试样有同一种类的声发射损伤信号,从而说明循环加载对试样的主要损伤影响较小。