涂层接触疲劳损伤过程中的声发射小波分析

采集铁基合金涂层在不同接触疲劳损伤阶段的声发射信号,并采用dB10基本小波对其进行5层小波分解和重构,分析了疲劳损伤声发射信号的波形和频率特征。结果表明:裂纹萌生阶段的原始声发射信号以连续型为主,裂纹的稳定扩展阶段以混合型为主,裂纹的失稳扩展阶段以突发型为主;通过小波变换实现了将疲劳损伤声发射信号与干扰波分离,获得了高信噪比的疲劳损伤特征信息;在不同的疲劳损伤阶段,声发射信号的频率分布各不相同。随着疲劳损伤的加剧,各层的波形幅值呈增大的趋势,并且疲劳损伤频率分布范围也更加的广泛。     

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。     

聚乙烯醇纤维混凝土温度疲劳损伤演化声发射监测技术研究

本文通过对掺入聚乙烯醇（PVA）纤维的混凝土试件进行温度疲劳声发射试验,来研究PVA纤维混凝土损伤演化机理。首先,通过温度疲劳试验,得到了PVA纤维混凝土损伤实时的声发射监测数据;然后,基于试验全过程的声发射特征信号,根据声发射能量、计数相关图,并通过比较不同掺量PVA纤维混凝土声发射信号,揭示了PVA纤维混凝土的损伤演化过程;最后,利用裕度指标分析声发射信号,对混凝土的损伤程度做出定性的评估;此外,通过计算声发射特征信号的Kurtosis指标和b值指标,发现PVA纤维混凝土的温度疲劳有三个明显的损伤阶段。     

高强钢丝断裂声发射试验研究

通过对单根高强钢丝和拉索的张拉破坏试验,获得了单根钢丝中裂纹扩展、钢丝破断及索中断丝点附近和远离声源处的声发射全波形。比较不同声源的波形、频谱及时频特征,结果可以看到,钢丝破断的全波形能量及持续时间都要远高于裂纹扩展信号,但其幅值与裂纹扩展的最大幅值相当;钢丝破断声源频谱峰值突出,基本都在43KHz,在全波形持续时间范围内,绝大部分能量都分布在一条43KHz的等频率时间带上;裂纹扩展波形包含几个频带,最大峰值出现在50-60KHz,高频部分出现在波形初至段,随时间增长,高频部分快速消失;断丝声源在索中传播一段距离后,能量会出现衰减,低频部分所包含的能量相对增多。     

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。     

纤维增强铝基复合材料变形损伤过程声发射研究

采用声发射（ＡＥ）技术，通过测定ＡＥ事件数、幅度和持续时间等发射特征参数以及恒载 Ｆｅｌｉｅｉｔｙ效应，对ＳｉＣ／Ａｌ和Ｃ／Ａｌ两类束丝纤维增强铝昨合在拉伸变形过程中的损失失效特征进行了分析探讨。实验结果表明，纤维种类、界面状况对复合材料损伤过程有着显著的影响，声发射技术是表征这类复合材料损伤特征很有潜力的方法。     

声发射技术监测疲劳损伤探讨

在实验室的高频疲劳试验机上,对紧凑拉伸试样进行疲劳损伤试验,用声发射技术记录声发射参数的变化.使用小波分析识别降噪方法和外触发采集卡(只在裂纹扩展时才采集数据,裂纹闭合时不采集数据)等措施,将各种噪音分离出去,最后只有试样的疲劳损伤裂纹起裂和扩展的声发射波形信号,经处理后获得的疲劳裂纹扩展长度与应力循环次数关系,接近于人工测得的疲劳裂纹扩展长度与应力循环次数关系曲线.     

起重机钢梁疲劳特性声发射监测实验研究

起重机钢梁作为主要承力部位关系到起重机的安全运行,目前仍无有效手段对其疲劳特性进行在线实时监测。采用声发射技术对钢梁材料Q345疲劳特性进行实验研究,首先通过动态弯曲疲劳实验获得材料疲劳裂纹萌生、扩展和断裂全过程的声发射检测信号;然后提取和分析声发射信号中的特征参数,经过比较各参数历程图,发现在幅值和事件历程图中可以反映材料疲劳裂纹整体演变过程,而能量、计数、上升时间和持续时间这4个特征参数更能反映出裂纹变化的重要转折点。此外对各个阶段声发射信号产生的原因进行分析和总结,为下一步采用声发射技术对钢梁材料损伤定量及寿命预测的研究提供参考依据。     

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。     

基于声发射技术监测疲劳磨损失效的研究进展

现代工业的一些重要零部件在变载荷的作用下易发生疲劳磨损失效.声发射技术作为一种新型的无损监测技术,可以实现早期的安全预警,被广泛应用在机械零件、工程构件及涂层的失效监测上.参数分析法是最常用的声发射信号处理方法.典型的声发射特征参数包括能量、计数、幅值等.对声发射信号参数法分析轴类零件及涂层的失效模式的研究现状进行了较为全面的综述,最后总结了目前存在的问题,简述了解决思路,以期为声发射技术监测疲劳磨损失效奠定良好的基础.     

双相钢形变过程中的声发射

对含铁素体和球光体或马氏体的双相钢形变过程中的声发射(AE)研究表明:屈服区的 AE 总是在宏观范性形变开始处达到峰值,随后下降,L(u|¨)ders 带传播过程中的 AE 与 L(u|¨)ders 应变εL 相关,且单位εL 上发射的 AE 能量随εL 增加而减小;从双相区淬火,在大于某一临界值的冷却速度区间,除屈服区有—AE 峰外,屈服后出现第二个声发射峰。     

A537钢在盐水中疲劳裂纹尖端塑性区尺寸减小与声发射

研究了Ａ５３７低强度结构钢在空气和３．５％ＮａＣｌ中性水溶液中疲劳裂纹扩展及其相应的声发射规律。结果表明腐蚀疲劳裂纹扩展过程中声发射活动下降。由于裂纹尖端塑性区内的位错运动是疲劳与腐蚀疲劳裂纹扩展的主要声发射源，所以认为声发射活动性下降是氢使尖塑性尺寸减小所致。用激光散斑干涉法裂纹尖端应变分布，证明氢的存在使裂尖塑性区尺寸减小，氢的存在同提高裂尖局部材料的流变应力。     

EVALUATION OF FATIGUE DAMAGE ACCUMULATION BY ACOUSTIC EMISSION

Improvements in acoustic emission (AE) test techniques have lead to developments whereby reliable acoustic emission measurements as a fatigue damage indicator were made at room temperature on Incoloy 901 smooth specimens, over a stress-ratio range of ?1.0≤R≤0.2. Fatigue damage accumulation was evaluated in terms of an AE damage definition and a damage function was developed. Thus, various damage phases in the cumulative damage process were identified by their AE signature, and then formulated and analyzed in terms of cumulative AE ringdown counts.     

APMOC/环氧复合材料层板破坏过程声发射特征

本文利用声发射测试技术,对APMOC/环氧复合材料各种铺层的单层板、层合板的损伤机理和破坏过程进行了详细的研究。结果表明,在不同的声发射信号参量特征与不同的损伤机理之间存在对应关系。声发射信号参量的变化过程能够描述层板的动态损伤过程,不同的声发射参量表征层板的不同损伤过程与机理。     

CHANGING CHARACTERISTIC OF RESIDUAL MECHANICAL PROPERTIES OF 45~# STEEL DURING FATIGUE DAMAGE

通过对疲劳不同阶段45~#钢试样的宏观力学性能测试、表面显微硬度测量及位错结构与显微断口分析,研究了疲劳损伤过程中材料的宏观与细观力学性能随疲劳损伤的变化规律,以及剩余力学性能变化与材料内部位错结构演变及断裂特征变化的关系     

纤维增强复合材料声发射的Felicity效应

本文对正交铺层的层间剪切试样和含表面裂纹试样的玻璃纤维增强复合材料板进行了声发射试验研究,记录了在单向拉伸下声发射的总数,计数率和幅度分布曲线。结果表明,两种试样的声发射幅度分布几乎相似,只是在加载的最后阶段才显示出由纤维破坏而引起的差别。这说明含表面裂纹板的破坏方式主要是以层间剪切破坏为主。两种试样的声发射总数—载荷关系曲线表明:在低载荷水平时,试样显示Kaiser效应,而在高载荷水平时则显示Felicity效应。      

[±20°]钢丝/橡胶复合材料的疲劳损伤累积

对 钢丝帘线增强的橡胶复合材料在拉伸循环载荷下的疲劳损伤累积进行了研究。结果表明:在载荷控制的疲劳过程中,材料的周期最大应变发展曲线呈现明显的三阶段规律。帘线端头处基体裂纹的出现是宏观疲劳损伤的初始,损伤的累积表现为裂纹数量增加、帘线/基体脱粘和层间裂纹的扩展。以动蠕变为参量建立了线性疲劳损伤累积模型,该模型能够较好地预报两级加载条件下材料的第二级疲劳寿命。     

Q345试件细观损伤的声发射量化评价实验研究

根据金属塑性材料细观损伤理论及微孔洞损伤机理,建立以孔洞扩张比V_G为损伤变量的声发射量化评价模型。以Q345钢圆棒缺口试件拉伸断裂过程为例,获取材料从屈服到断裂过程声发射信息;采用Gurson- Tvergaard-Needleman (GTN)模型,模拟得到Q345试件拉伸过程细观损伤参量数值解。结合声发射测试和数值模拟结果,建立Q345试件拉伸过程孔洞扩张比的声发射累积撞击计数N量化评价公式。结果表明：Q345钢从屈服到断裂过程N与V_G函数关系分为线性损伤及非线性损伤两个阶段,并确定当N达到128个时,材料处于损伤临界转变点。     

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。     

强制润滑拉拔对包钢丝组织及性能的影响

采用强制润滑拉拔技术、金相观察和力学性能测试,研究了拉拔模角、道次变形程度等对铝包钢丝毛坯断面上各层间的变形分布和钢铝间结合性能的影响。在强制润滑拉拔的条件下,减小拉拔模角有利于降低不均匀变形程度;减小道次变形程度秀利于改善润滑条件,但易使变形集中在线材表层;合理的拉拔变形提高了变形均匀性和钢铝间的结合性能。