SiC／Al复合材料断裂机制的声发射研究

用ＳｉＣ单纤维Ａｌ基模型复合材料使断裂源单一化，测定这些断裂源的声发射特征，成功地用声发射特征区分知识复合材料中的纤维断裂，纤维－Ａｌ基体间的界面断裂、基体断裂，结合金相观察，分析了这些断裂产生不同声发射特征的原因。     

金属疲劳断裂的声发射检测技术

疲劳断裂是金属结构的主要失效形式,通过金属疲劳断裂时声发射特征参数的提取,建立了声发射特征参数和裂纹扩展速率之间的关系,由试样的三点弯曲疲劳试验,证明采用声发射技术监测疲劳裂纹的扩展,不仅与疲劳裂纹扩展的变化规律相似,而且能实时的捕捉到疲劳裂纹的产生。     

含边裂纹试样弯曲断裂声发射特征研究

采用类岩石材料研究了含边裂纹试样在三点弯曲加载条件下的裂纹扩展过程，并利用声发射（AE）测试技术分析了含裂隙试样弯拉应力作用过程中预制裂纹萌生、起裂、扩展和断裂破坏的全过程的声发射特征。试验结果表明，声发射的阶段性突发特征反映了张拉裂纹阶段性扩展的规律，但边裂纹的拉破裂特征不同于压剪应力作用下的声发射特征。预制裂纹在拉破裂过程中的声发射特征表现为AE数的渐进增长、快速增长、突发式增长和逐渐下降4个阶段。声发射源的带状分布规律表明，在弯拉应力作用下，裂隙的张性断裂不是孤立的，而是有若干个小断裂面聚集而成宏观断裂，探讨了预制裂隙受拉破坏的内在机理。     

基于声发射技术的Si-Cr-Ti高温抗氧化涂层弯曲失效机理研究

本研究借助声发射技术对铌基高温抗氧化涂层在常温下的弯曲失效过程进行了研究。利用k均值聚类方法对信号进行了分类,结合截面扫描电镜观测结果确定高温抗氧化涂层在弯曲载荷下的信号分别对应基体变形、表面垂直裂纹、滑动型界面裂纹和张开型界面裂纹,通过快速傅里叶变换得到了各类信号的主频分别为100、310、590和450 kHz,借助小波分析得到了各信号的小波能量系数。涂层弯曲失效过程主要包括四个阶段,分别为受拉侧表面垂直裂纹萌生的初始损伤阶段、表面垂直裂纹增殖阶段、两侧界面裂纹快速扩展的损伤积累阶段和受压侧涂层明显剥落的宏观剥落阶段。     

基于声发射技术的单丝复合材料界面性能研究

为了克服传统单丝断裂实验局限于透明及高应变树脂的缺点,进一步拓展其应用范围,将声发射技术与传统单丝断裂实验相结合以评估单丝复合材料界面性能.通过声发射技术监测了单丝复合材料的断裂过程,采用参数分析、波形分析以及聚类分析对单丝复合材料拉伸过程中的声发射信号特征进行研究,并与显微镜观察法测得的纤维断裂模式和界面剪切强度相对比。实验结果表明:声发射技术可以对单丝复合材料断裂过程中的断裂模式和界面性能进行高效评估,采用该方法分析得到的界面剪切强度与传统单丝断裂实验中的光弹花样观察分析结果一致。声发射技术可以拓展单丝断裂实验的研究对象,为单丝界面剪切强度的计算提供一种高效、通用的评价方法。     

芳纶纤维/环氧树脂复合材料损伤与断裂过程的声发射特性

研究了芳纶/环氧复合材料在承受拉伸载荷时的损伤与断裂行为.发现不同损伤类型表现出不同的声发射特性,从声发射信号的某几种关联图中可以较好地判断损伤发生的类型,并可根据某些声发射特征参量值对临界承载值进行合理的确定.     

声发射检测复合材料飞轮损伤与断裂的结构模拟试验

对复合材料飞轮的受力与损伤情况进行了分析,设计了静态加载结构模拟复合材料飞轮的断裂与损伤,并对此结构进行了试验。用声发射方法检测了复合材料损伤与断裂的全过程,证明了该结构的合理性与可行性。     

炭/环氧复合材料拉伸损伤声发射特性及细观力学分析

对单向碳/环氧复合材料拉伸断裂过程进行了声发射监测,结合拉伸过程的细观力学分析,探讨了复合材料拉伸断裂的机理。结果表明,碳/环氧复合材料拉伸损伤过程可以分为三个阶段:弹性变形阶段、损伤发展与累积阶段和临近断裂阶段。弹性变形阶段基本无明显损伤发生;损伤发展与累积阶段主要是基体及界面损伤,该损伤先随载荷快速增大,到达峰值后又迅即减小;临近断裂阶段时声发射信号相对平静,但炭纤维开始发生集群损伤,这预示了灾难性断裂的到来。应用三维单胞模型,分析了引起各阶段损伤的原因。     

涂层疲劳损伤声发射特征参数及损伤机理

使用超音速等离子喷涂设备在1045钢基体上制备了铁基合金涂层。以球盘式接触疲劳试验机为平台,研究了涂层接触疲劳损伤过程中声发射特征参数的变化规律,并分析了涂层的接触疲劳损伤机理。结果表明,在转速为2500r/min和应力水平为1.58GPa实验条件下,点蚀是涂层的主要失效形式,表现为在涂层磨痕轨迹范围内出现大量的点蚀坑,点蚀坑深度为20～30μm。涂层表面粗糙的微凸体与轴承球滚压接触产生黏着磨损,以及涂层、磨粒、滚动轴承三者形成三体磨料磨损是点蚀失效产生的主要原因。声发射幅值、有效值(Root Mean Square,RMS)、能量、计数和平均频率对涂层表面粗糙微凸体去除、弹塑性变形、裂纹萌生、裂纹稳定扩展和失稳扩展过程比较敏感,并且在不同的疲劳损伤阶段具有不同的信号反馈特点。     

Application of Acoustic Emission to the Study on Cathodic Polarization and SCC for High Strength Steels

The ambiguous effect of cathodic polarization onSCC of two high strength steels in 0.1 M Na_2HPO_4 and0.1 M NaNO_3 has been investigated by means of meas-uring electric resistance(R)and recording acoustic emis-sion(AE)signals simultaneously.Results showed that AEsensitivity strongly depends on K value in different solu-tions.Both anodic and cathodic polarization can acceler-ate crack growth rate at high K values,but it appears thatthere are only subtle differences in their AEcharacteristics.AE signals only reflect the macroprocessesof crack growth rather than the elementary ones and cannot be used for identification of the micro-mechanisms ofSCC.     

含裂纹钢试样在拉伸过程中的声发射特性

对于带有I型裂纹的SM490A钢和SUS304钢试样,通过测量其在拉伸断裂过程中的声发射特征参数及裂纹尖端特定点的温度,分析了裂纹尖端和塑性变形区域的力学特征.结果表明:声发射能量计数、振铃累积计数在裂纹扩展的各个阶段都有着明显的曲线特征,且曲线特征和屈服、强化阶段的应力-应变曲线基本吻合,因此可以用声发射能量计数、振...     

Acoustic Emission Monitoring the Fatigue Crack Growth in SM50B-Zc Steel

The acoustic emission(AE)characteristicsfrom the fatigue crack propagation in SM50B-Zcsteel were strongly affected by the environment me-dium.The AE feature from the fatigue process bothin air and in 3.5% NaCl aqueous solution mani-fested a periodicity which indicated the fatigue ex-tension was discontinuous.The fatigue striationand secondary cracking were the main AE sourcesduring the fatigue crack growth in air.In contrast,AE during the fatigue crack propagation in 3.5%NaCl solution was released from the intergranularfracture and quasicleavage cracking.     

声发射技术在工程结构疲劳损伤监测中的应用和展望

疲劳失效是工程结构和材料科学研究领域都十分关注的问题。研究疲劳损伤机制对于解决工程结构疲劳失效问题是很重要的。应用断裂力学理论研究工程结构的疲劳问题已取得了显著的成果，随着声发射技术研究的深入，将二者结合起来必将成为疲劳问题研究的更有效方法之一。阐述了国内外采用声发射技术对工程结构疲劳裂纹损伤监测中的声发射源机制状况的研究，展望了声发射技术结合断裂力学在该领域的应用前景。     

充氢Cr-Mo钢变形过程的声发射特征

对电化学充氢后的2.25Cr-1Mo钢进行拉伸实验,并在实时拉伸过程中采集声发射信号。结果表明:充氢后2.25Cr-1Mo钢抗拉强度为536.30MPa,下降约57MPa;断面收缩率为43.62%,下降约7%。拉伸断口上出现由氢脆引起的"白点"特征与准解理断裂形貌。充氢后试样拉伸过程弹性阶段的声发射信号活动增强,而屈服阶段的声发射信号活动减弱,变形过程的声发射信号累积绝对能量值要比未充氢试样低约1个数量级。充氢试样拉伸产生的声发射信号比未充氢试样的信号幅值降低约0.33mV,频宽降低0.06MHz。通过对声发射信号的分析发现,充氢试样变形的微观机制为氢促进位错发射与运动,而交叉滑移受到抑制。     

一种新型980MPa高强钢的弯曲断裂机理

本文结合不同试验温度下一种新型980MPa高强钢预裂纹COD试验的宏观试验结果以及详细的微观断裂表面观察,研究了这种高强钢的断裂行为。研究结果表明:高强钢具有相当优越的断裂韧性,转变温度大约为-150℃。在-196℃的温度下,准解理开裂控制了整个断裂过程,但它仍然不能扩展通过整个韧带,在宏观曲线上出现POP-IN的扩展特征,微观上表现为准解理特征和韧性撕裂特征断口交替出现;同时发现阻止裂纹扩展的阻力来源于三个方面:原奥氏体晶粒边界,贝氏体团边界以及贝氏体片。这些障碍物在断面上以韧窝形式的撕裂脊出现。在高温下,断裂机理主要是以纤维开裂为主,断口形态主要表现为韧窝断裂面,并有少量单独准解理面。