SPCC钢动态摩擦与塑性变形声发射信号对比分析

金属板材在塑性加工中不可避免产生摩擦。利用声发射技术检测塑性加工的摩擦状况。以SPCC钢在单向拉伸与相对运动速度为100mm/min、正压力为7.5 kg的动态摩擦过程产生的声发射信号为研究对象,采用参数关联分析方法对两种信号进行了对比分析。试验结果表明,在相同采集的条件下有①摩擦声发射幅度与拉伸声发射幅度相差不大。②幅度相同时的摩擦声发射能量值比拉伸过程产生的声发射能量值要大得多;而摩擦声发射振铃计数值却小于拉伸声发射振铃计数值。③动态摩擦过程产生的声发射信号的持续时间在从很低到8 000μs这一范围;而拉仲过程声发射信号的持续时间一般低于5 800μs,仅当出现裂纹或断裂时才出现更高的持续时间的声发射信号。     

基于声发射和电化学的储罐底板钢均匀腐蚀特征

采用声发射和恒电位极化同步法研究了常压储罐底板钢Q235试样在pH值为4.5稀硫酸溶液中的均匀腐蚀行为,对声发射信号特性参数时域统计规律与底板钢均匀腐蚀过程进行关联分析,并利用时频分析技术基于Gabor小波变换提取腐蚀声发射信号的时频局部化特征。结果表明,底板钢均匀腐蚀自身及腐蚀产物的摩擦能够产生明显的声发射,声发射活度在一定程度上表征了腐蚀速率,这将为现场储罐底板声发射检测结果的解释和评定提供强有力的理论依据。     

金属材料马氏体相变声发射特性

利用声发射技术对45钢、GCr15钢和T12钢三种材料进行连续冷却条件下马氏体相变监测试验,并以相变声发射参量分布及波形特性为基础,分析了马氏体相变声发射信号的时频特性。结果表明,GCr15钢具有明显的等温马氏体相变特征,45钢、T12钢为变温马氏体特征,且片状马氏体声发射信号幅值与能量高于板条状马氏体,具有较宽的频率范围。     

A3钢平板试样拉伸试验的声发射监测

用声发射监测A3钢板状试样的拉伸过程。分析材料形变过程的声发射特征，用声发射信号分析推断材料屈服时吕德斯带的产生与扩展传播。钢中夹杂物对材料声发射现象有较大的影响。     

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。     

冲压过程中冲压速度对声发射信号幅度的影响

冲压速度对冲压成形工艺影响很大,为此利用声发射技术来检测不同速度下的冲压过程。以不同速度下的冲压过程产生的声发射信号幅度为研究对象,研究两者之间的关系。结果表明,冲压速度对冲压成形过程中产生的声发射信号幅度影响非常大。即随着速度的增大,声发射信号幅度随之增大。     

玻璃钢材料损伤的声发射特性

对纤维铺设方向为0°,90°,±45°的玻璃钢试件进行拉伸和弯曲过程中的声发射在线监测试验。结果表明:纤维铺层角度是决定玻璃钢力学特性和损伤规律的主要因素,拉伸、弯曲力与幅度灰色关联度均可达0.861以上,可依据信号的幅值等参数判断试件的不同损伤阶段;试件损伤产生的4种典型声发射信号在波形及频谱上存在明显差别。     

基于声发射技术检测镁合金挤压过程动态摩擦研究

研究了镁合金在挤压过程中的坯料与工模具接触表面的摩擦状态。采用声发射技术对AZ91镁合金在不同挤压速度下挤压成形过程摩擦信号进行采集分析,研究挤压速度对摩擦声发射信号的影响,并分析了挤压型材的组织和力学性能。结果表明,镁合金在挤压过程中声发射信号振幅和能量随滑动速度增加而增加,不同挤压速度下声发射振幅信号平均值为64.4 d B。声发射振幅与声发射能量具有对应性;挤出型材抗拉强度和屈服强度随挤压速度的增加而增加,当挤压速度为10 mm/min时,声发射信号振幅为56.3 d B,抗拉强度为350 N/mm2,平均晶粒尺寸为63.2μm;当挤压速度为40 mm/min时,声发射信号振幅为72.3 d B,抗拉强度为达405 N/mm2,平均晶粒尺寸为53.7μm。为采用声发射技术的实时波形和声发射信号参数的平均值监测金属挤压成形时的摩擦状态提供了试验依据。     

镀锌和QPQ处理销轴摩擦磨损行为对比

表面处理是提高机械零部件耐磨性能和使用寿命的有效方法。针对某型号石油装备产品机械手抓手上使用的40Cr钢销轴,对表面分别采用镀锌处理和盐浴复合处理(Quench-polish-quench,QPQ),对比研究基体材料及两种不同表面处理后试样的球-平板往复干摩擦磨损行为,并对摩擦过程中产生的声发射信号进行记录和分析。试验结果表明,QPQ处理后表面硬度显著提高,深度方向的硬度分布满足设计要求,有效硬化层深度为0.3 mm。各试样基体均为细小均匀的回火索氏体组织,镀锌试样表面镀层厚度25μm,QPQ处理的试样表面形成了氧化层+化合物层+扩散层组织。两者摩擦因数曲线变化规律有一定差别,先上升后下降,随后达到稳定值。镀锌试样摩擦因数更高,最大达到0.50,随后逐步稳定于0.36;而QPQ试样最高仅为0.18,并迅速达到稳定阶段至0.16。同时,镀锌试样摩擦曲线上的微小波动更明显,摩擦过程不稳定程度更大。镀锌试样表面磨痕的最大深度比QPQ试样稍小,但最大宽度更大,磨损体积更大。声发射信号事件计数与摩擦因数之间存在相同的变化规律,即摩擦因数越高,声发射信号事件计数越多,信号数量与摩擦磨损的各阶段存在对应关系。相对来说,镀锌试样的声发射信号事件计数更多,信号能量也更大。     

偏心旋转低周疲劳下料的声发射特性实验

采用偏心旋转低周疲劳下料工艺,对304不锈钢和16Mn钢两种材料进行了下料实验,通过施加偏心位移的方式施加疲劳载荷,并采集了管料断裂过程中的声发射信号,提取了声发射信号的峭度、幅值、振铃累积计数和频谱。发现这些特征值与断裂过程吻合度比较高,能够比较准确地反映下料过程中的断裂各阶段变化,这是由于声发射信号检测到的是材料的应变能的释放,正好与断裂过程中的能量释放相吻合。对304不锈钢和16Mn钢断裂过程中的声发射信号进行了对比,发现了不同材料的声发射各参数的具体数值有所不同,这是由于材料本身属性的差异造成的。实验结果表明,管料在偏心旋转低周疲劳下料过程中的断裂变化可以通过声发射信号检测,并通过一些特征参数明确地表征出来,声发射可以用于偏心旋转低周疲劳下料的监测。     

Q235钢的缺口效应及其声发射监测

用声发射监测带有不同深度缺口的Q235钢试样的拉伸试验，由声发射信号分析判断缺口发生破坏的情况。缺口深度越大，声发射活动性越小，声发射事件振幅较小。缺口效应引起了声发射特性的变化。     

钢丝绳声发射信号传播特性分析

针对钢丝绳断丝缺陷的在役动态监测需要,提出采用COMSOL软件对钢丝绳的声发射检测信号传播特性进行研究。首先建立钢丝绳结构模型,然后模拟不同频率、不同位置的断丝声发射信号在结构中的传播过程,获得不同位置的信号位移场及能量变化,最后根据导波理论,采用模态特征曲线结合小波变换分析不同类型声发射源的特征频率与模态成分。结果表明:声发射信号传播过程中,对于不同频率和激发方向的声发射源,其主要模态成分和特征频率的差异较大,可根据不同位置的时频分析结果,结合理论频散曲线判别声发射源信号的主要模态特征,并确定结构中声发射源的不同振动方向与中心频率。该研究结果可为钢丝绳损伤声发射检测提供理论参考依据。     

利用声发射技术监测金属塑性成形中润滑状态的试验研究

金属塑性成形中的摩擦是一个非常复杂的动态过程,对工件的成形质量影响极大,测量这一动态过程是极端困难的,但是这一动态过程又必须被测量并加以研究.利用声发射技术测量并研究了凸模胀形过程中不同润滑条件下的动态摩擦的全过程,研究结果表明:润滑条件对声发射信号的强弱有明显的影响,随着润滑条件的恶化,声发射信号由弱变强,通过声发射信号的强弱能够判断润滑条件的好坏,利用声发射信号监测金属塑性成形过程中的润滑条件与磨损状态是可行的.     

Q345R疲劳损伤过程声发射信号特征分析

制冷系统压力容器应用非常广泛，对于该类在役压力容器还没有可靠的实时动态监测方法。提出采用声发射检测技术对制冷系统压力容器进行实时监测，通过对容器制造材料Q345R钢的疲劳载荷试验，采集材料损伤全过程的声发射信号进行特征参数分析、波形和频谱分析，发现材料从裂纹萌生到断裂失效过程的转折点，并对不同损伤阶段声发射信号波形和频谱的特性进行对比研究，找出各个阶段声发射信号的特征，为实现Q345R声发射动态监测和评价提供可靠依据。     

湿硫化氢环境中16MnR钢腐蚀的声发射试验研究

采用声发射技术对常温下饱和硫化氢溶液中16MnR钢试样的电解充氢过程进行监测。分析总结了声发射检测信号的特征和来源,并利用金相方法加以验证。试验结果验证了16MnR钢具有一定的抗氢致开裂的能力,表明采用声发射技术可以灵敏地监测该环境下的腐蚀电解过程,对实际检验具有一定的参考价值。     

钢结构疲劳损伤声发射监测

采用声发射技术对已开裂的焊缝进行监测,实现了在复杂的环境噪声中识别出裂纹活动信号。通过分析疲劳裂纹损伤产生的原因以及材料在交变载荷作用下产生声发射的机理,得到表征焊缝裂纹活动过程的信号特征。试验表明,声发射技术对钢结构裂纹损伤的活度、强度具有较大的敏感性,可以实现对裂纹损伤状态发展变化的实时监测。     

声发射信号特征参数分析方法在镁铝合金拉伸试验分析中的应用

介绍了声发射信号特征参数及简单参数分析方法。用声发射技术监测了镁铝合金的拉伸过程,对比分析了拉伸特性曲线和声发射分布图随时间的变化规律,发现声发射事件计数和幅值能很好地反映拉伸的不同阶段。对信号参数进行关联分析,事件计数和能量关联在时间上的分布能很好地区分拉伸过程中的声源,也能很好地区分拉伸的不同阶段。     

A Comparison of Fatigue Properties of Austempered Versus Quenched and Tempered 4340 Steel

This study was conducted to determine if austempered 4340 steel had different fatigue resistance compared to quench and tempered (Q&T) 4340 steel with an identical hardness of nominally 45 HRC and an identical yield strength of nominally 1340?MPa (194?ksi). Strain-life and stress-life fatigue testing was conducted at room temperature under identical test conditions. The standard array of strain-life and stress-life regression constants was obtained. The two heat treatments produced virtually identical total strain-life curves and fatigue limits at 5 million cycles. However, the two materials exhibited different trends in the elastic and plastic strain regimes. The austempered steel exhibited greater high cycle fatigue (finite) lives than the Q&T samples at comparable elastic strain amplitudes in strain-life fatigue testing and at comparable stress amplitudes in stress-life fatigue testing. However, the Q&T samples exhibited greater low cycle fatigue lives than the austempered samples at comparable plastic strain amplitudes in strain-life testing. Although both materials generally exhibited similar fatigue fracture characteristics, the overload regions of the Q&T samples were composed entirely of dimple rupture, whereas the austempered samples exhibited both dimple rupture and quasicleavage.     

凸模冲压过程中声发射信号、摩擦、变形及破坏形式之间关系的试验研究

为了探索测量金属塑性成形中的动态摩擦的新方法,利用声发射技术研究了凸模胀形过程中的声发射信号、摩擦、变形及破坏形式。研究结果表明,随着润滑条件的改善,声发射振铃计数率的值大大下降,工件变形的均匀性程度随之改变,胀形破裂的形式和位置也随之发生变化。说明声发射信号、摩擦、变形和工件的破坏形式之间存在一种非常密切的关系,该文从理论上分析了这种关系及现象。