预应力钢筋混凝土梁损伤过程的声发射信号频带能量特征分析

为了研究预应力钢筋混凝土梁在三点弯曲破坏试验过程中的声发射信号频谱及能量变化特征与梁结构损伤之间的关系,在研究声发射能量与时间的相关图基础上,提取了不同阶段破坏过程中的信号波形。通过FFT变换和小波包变换对信号分析处理,发现不同损伤破坏阶段的信号频率分布、频带能量变化规律,即试件损伤破坏过程声发射信号频率范围主要在0~325 k Hz,随着损伤的加剧,频率范围会逐渐缩小,幅值和频谱密度会变大;损伤破坏过程中能量主要分布在低频0~125 k Hz高频段能量逐渐衰减,低频0~62.5 k Hz段能量有上升趋势。这些规律对实际工程结构的在线健康监测和损伤评估有指导意义。     

基于HHT分析的岩体单轴加载声发射波形特征

声发射波形包含煤岩体失稳破坏的微观细致结构特征,为了得到煤岩体在不同加载阶段更多的煤岩失稳细观结构特征,本文采用HHT方法对不同加载阶段的声发射波形特征进行分析.研究结果表明,HHT可以将目标波形分解成多个IMF分量,能量主要集中在c1～c4 IMF分量,其中c1分量频率最高,能量也最大,随着加载进行低频IMF分量所占...     

基于小波变换与BP神经网络的声发射信号识别

针对现有声发射信号识别参数分析法的不足,提出利用小波变换特征提取与BP神经网络结合的声发射信号识别方法。利用db2小波对声发射信号进行6层分解,将细节特征空间的能量作为声发射信号特征向量;结合声发射信号特点设计和训练BP神经网络,通过实验确定隐层神经元数;用BP和RBF神经网络分别对腐蚀、裂纹和冷凝声发射信号进行分类测试。实验结果表明,提取的声发射信号特征具有较好的区分性能,BP网络在识别声发射信号方面优于RBF网络,这对储油罐安全状况的定量分析具有一定意义。     

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。     

基于BA-Elman算法的预应力钢筋混凝土梁损伤识别研究

为了准确识别预应力混凝土结构的损伤程度,制作预应力钢筋混凝土实验梁,进行三点弯曲加载实验,收集损伤全过程声发射(AE)信号.绘制声发射振铃计数与持续时间的特征参数关联分布图,以揭示梁的损伤演化过程.借鉴加卸载响应比理论进一步将梁的损伤破坏过程划分为4个典型阶段.构建Elman神经网络,基于Elman神经网络采用局部搜索算法,难以达到全局最优的缺点,提出用蝙蝠算法(BA)对其进行优化.设计BA-Elman神经网络模型训练识别试验梁各损伤阶段AE信号特征参数数据,准确率达到93%,相较于基础Elman神经网络准确率提高了6%左右.定型BA-Elman网络结构并识别同种工况下的其他梁AE信号,识别准确率达到92%左右.     

煤岩卸荷变形损伤及声发射特性

深部开采引起的煤岩卸荷损伤破坏的机理与连续加载机理不同,从卸荷的角度研究煤岩动力灾害成为研究煤岩动力灾害问题的一个新的发展方向。利用MTS815岩石力学测试电液伺服试验系统和8CHSPCI-2声发射检测系统,对煤岩卸荷变形损伤及声发射特性进行了研究。研究表明,煤岩卸荷破坏表现为强烈的脆性破坏,且具有突发性,多呈张剪复合型破坏形式;煤岩卸荷的累积声发射振铃计数演化曲线可反映煤岩卸荷损伤的演化过程;煤岩卸荷破坏过程可分为3个阶段：损伤弱化阶段、损伤稳定发展阶段、损伤加速发展阶段;在煤岩开采过程中,围压被卸除,煤岩体迅速进入到煤岩卸荷损伤破坏的第3阶段,损伤迅速累积并发生突发性断裂破坏,煤岩动力灾害随即发生。     

基于声发射和分形的钢筋混凝土受剪梁损伤

通过5根不同剪跨比和不同配箍率的钢筋混凝土梁受剪破坏试验,运用声发射检测技术和分形理论对混凝土梁细观和宏观损伤演化过程进行研究.根据梁受剪破坏过程中产生的声发射信号的能量和振铃计数等参数以及裂纹分形特征,定量分析了混凝土梁受剪损伤演化过程.试验结果表明:声发射振铃计数和能量随损伤程度呈三阶段变化,累计振铃计数和累计能量...     

压力管道泄漏声发射实验信号识别与分析

利用实验室现有油气管道实验平台,建立了压力管道泄漏的声发射检测模型。在不同实验条件下,如变化管道压力、管道流量、传感器间距等,进行了压力管道泄漏的声发射检测实验。通过对压力管道泄漏的声发射信号分析,能够定性地判断有无泄漏。同时,分别分析了压力管道泄漏声发射信号的有关参数随管道压力、流量、传感器间距变化的规律,对压力管道泄漏的声发射检测进行了有益的探索。     

压力管道泄漏声发射实验信号识别与分析

利用实验室现有油气管道实验平台,建立了压力管道泄漏的声发射检测模型.在不同实验条件下,如变化管道压力、管道流量、传感器间距等,进行了压力管道泄漏的声发射检测实验.通过对压力管道泄漏的声发射信号分析,能够定性地判断有无泄漏.同时,分别分析了压力管道泄漏声发射信号的有关参数随管道压力、流量、传感器间距变化的规律,对压力管道泄漏的声发射检测进行了有益的探索.     

钢筋混凝土板裂缝对声发射波传播特征影响

目前利用声发射技术对混凝土结构进行裂缝定位或损伤检测时,并没有考虑已存在裂缝对声发射波传播特征的影响,这往往会使检测结果产生较大的偏差.为了探究裂缝参数对声发射波传播特征的影响,对3个不同保护层厚度的钢筋混凝土板试件进行了四点静力加载破坏试验和声发射测试,研究了裂缝深度、宽度、数量对钢筋混凝土板声发射波速和振幅衰减等传播特征的影响规律.试验和分析结果表明:裂缝深度对声发射传播特征的影响显著,声发射振幅衰减随裂缝深度增大而增大,声发射波速随裂缝深度增大而减小;声发射波速和振幅衰减几乎不随裂缝数量、宽度两参数变化而变化.在此基础上,提出考虑裂缝影响的修正波速时差定位法,进一步探讨了与采用传统时差定位法相比对钢筋混凝土损伤定位的影响,结果显示,基于修正波速的时差定位法对钢筋混凝土板进行损伤定位精度更高.     

声发射技术在拱桥吊杆损伤监测中的应用

目的为了克服常规无损检测方法不能动态监测吊杆损伤程度和类型，提出利用声发射技术监测吊杆损伤的活性.方法使用上升时间和持续时间关系图确定有效信号，设置浮动门槛值和增设警卫传感器去掉环境噪声；运用声发射参数法分析吊杆内水泥砂浆和钢绞线的损伤程度，并且还使用波形分析技术判断吊杆的损伤类型；在此基础上，对四川峨边大渡河拱桥的所有吊杆进行了全面的声发射在线监测.结果结果表明声发射信号幅值、能量、计数随时间实时变化图能直观显示吊杆的损伤程度关系；波形和频率范围上的差异能有效判断各种损伤类型，其监测结果与实际情况非常吻合.结论采用合理的降噪手段和识别方法，能够从强噪声环境中提取有效声发射信号，声发射特征参数相关图和波形分析技术能够动态监测拱桥吊杆的损伤程度和类型.     

Analysis of Dynamic Tensile Process of Fiber Reinforced Concrete by Acoustic Emission Technique

The fiber reinforced concrete has good dynamic mechanical properties. But corresponding research lacks the dynamic damage characteristics of the polypropylene fiber (fiber of low elastic modulus) and steel fiber (fiber of high elastic modulus) reinforced concrete under medium strain rate (10^-6 s^-1-10^-4 s^-1). In order to study the effect of strain rate on the damage characteristics of fiber reinforced concrete during the full curve damage process, the real time dynamic acoustic emission (AE) technique was applied to monitor the damage process of fiber reinforced concrete at three strain rates. The AE wavelet energy spectrum in ca8 frequency band and average AE peak frequency at three strain rates were analyzed. With the accumulation of damage, the AE wavelet energy spectrum in ca8 frequency band increased first and then decreased, and the average AE peak frequency increased gradually. With the increase of strain rate, the AE wavelet energy spectrum in ca8 frequency band and average AE peak frequency decreased gradually. The polypropylene fiber content has more obvious effect on the Dynamic increase factor (DIF) of the peak stress than the steel fiber content. The theoretical basis was provided for the monitoring of dynamic damage of fiber reinforced concrete based on the AE technique.     

玄武岩纤维混凝土抗弯冲击的声发射特性研究

结合不同纤维掺量的玄武岩纤维混凝土(简称BFRC)与无纤维的普通混凝土抗弯冲击试验,采用全数字化声发射系统采集对BFRC从加载至最终破坏的声发射特征参数,识别BFRC以声发射特征参数为基础的损伤断裂机制。结果表明,在较合理的纤维掺量为1.05kg/m3时,BFRC初裂次数达到73次,与素混凝土梁相比提高108.2%,终裂次数达到81次,与素混凝土梁相比提高100.5%。BFRC具有以下声发射特征:1)不同掺量的BFRC在初裂前平均振铃计数和平均能量都比素混凝土小,玄武岩纤维能够有效阻止冲弯作用下裂纹的产生和发展;2)初裂后,素混凝土采集的声发射能量和振铃计数急剧降低,而BFRC每次冲击产生的高幅值信号在第一峰值后交替产生,玄武岩纤维能够延迟混凝土的断裂并提高其冲击延性。     

Damage Processes of Polypropylene Fiber Reinforced Mortar in Different Fiber Content Revealed by Acoustic Emission Behavior

The performances of the cement-based materials can be improved by the incorporation of polypropylene fiber, but the damage processes become more complex with different fiber contents at the same time. The acoustic emission(AE) technology can achieve the global monitoring of internal damage in materials. The evolution process of failure mode and damage degree of polypropylene fiber reinforced mortar and concrete were analyzed by measuring the AE energy, RA value, AF value and b value. It was found that the cement matrix cracked on the initial stage, the cracks further developed on the medium stage and the fibers were pulled out on the last stage. The matrix cracked with minor injury cracks, but the fiber broke with serious damage cracks. The cumulative AE energy was proportional to the polypropylene fiber reinforced concrete and mortar's ductility. The damage mode and damage degree can be judged by identifying the damage stage obtained by the analysis of the AF value.     

Acoustic Emission and Damage Characteristics of Alumina

Advanced multi-channels acoustic emission(AE)system is used to study the fracture process of alumina material subjected by three-point-bending loading.Using AE counts and AE hits,the location of damage and damage characteristics are discussed.AE energy,AE counts,AE amplitude changing with loading time are analyzed for the notched alumina specimen.It is indicated that AE characteristic parameters reflect the damage process and fracture of material.     

混凝土结构声发射检测参数设置研究

为系统解决混凝土声发射检测参数设置依靠经验选取的问题,通过模拟加载和断芯试验确定了适合试验检测环境的门槛值;通过断芯试验确定了适合被检测混凝土材料的检测时间参数值(PDT,HDT,HLT),并测定了信号在被检测材料中传播的波速和衰减。试验确定声发射检测参数的方法在混凝土结构声发射检测中具有普遍适用性。     

钢筋混凝土锈蚀损伤研究综述

钢筋锈蚀是钢筋混凝土结构耐久性降低的主要因素之一。简要说明研究钢筋混凝土锈蚀损伤的重要意义,阐述了钢筋混凝土锈蚀件损伤的研究状况。主要从混凝土中锈蚀钢筋的力学性能、钢筋锈蚀引起的混凝土损伤、锈蚀钢筋与混凝土间粘结性能和锈蚀钢筋混凝土受弯构件、受压构件的受力性能、锈蚀钢筋混凝土构件抗震性能等方面总结归纳了国内外的研究现状与成果,并分析了今后的研究方向。     

钢筋混凝土框架结构在地震作用下的损坏评定

本文在钢筋混凝土受弯构件滞回特性试验研究和结构非弹性地震反应特征分析的基础上,提出了一个估价钢筋混凝土框架结构经受强震后破坏程度的定量分析方法,即将结构地震反应的塑性变形与交变反复次数(或地震持续时间)所产生的综合破坏效应用累积损坏参数CD来描述。     

混凝土劈裂抗拉声发射特性性能研究

研究混凝土劈裂抗拉声发射特性,结果表明试件的劈裂抗拉破坏过程基本符合混凝土轴心受拉破坏的特征,可近似认为试件是轴心受拉破坏。在应变很小时,声发射信号非常微弱;随着应变的增大,声发射信号逐渐增强,混凝土损伤不断发展;随损伤发展到一定程度,声发射能率迅速增大到峰值,之后进入衰减期。表明利用声发射技术研究混凝土劈裂抗拉行为的可能性。