碳纤维复合材料弯曲损伤的声发射试验研究

采用声发射技术研究了碳纤维复合材料的弯曲损伤与破坏行为。实验结果表明,碳纤维铺层在损伤与断裂不同阶段所释放的声发射信号特征不同,声学检测能有效的监测其剪切分层,混合分层,张力分层过程,声发射检测能有效判断碳纤维复合材料内部活动过程,判定损伤类型,在碳纤维复合材料结构与完整性评价中有良好的应用价值。     

石灰岩声发射分析及源定位研究

首先,利用声发射仪器对石灰岩样品进行声发射断铅试验来获取声发射信号;然后,用小波变换对获取的声发射信号进行去噪处理,并用互相关方法对去噪后的信号进行分析,求取各个传感器之间的时差;最后,通过最小二乘法求取声发射源坐标,并将定位结果与仪器自带的定位结果进行比较。通过比较。得出了互相关方法在声发射源定位这一领域的可行性。     

碳纤维编织复合材料拉伸变形测量及声发射监测

采用声发射和数字图像相关互补技术,结合破坏断口微结构特征,研究碳纤维编织复合材料的损伤变形与失效机理。在复合材料试件拉伸加载的同时,实时获取变形特征和损伤声发射信号,分析复合材料力学响应与位移场、声发射特征的关系。结果表明,复合材料试件实时拉伸位移场、损伤破坏过程的声发射相对能量、撞击累积数及幅度等特征参数反映了复合材料表面变形与内部损伤演化过程。复合材料试件断裂时出现较多高持续时间、高幅度、高相对能量的声发射信号,宏观断口平齐,表现为脆性断裂。     

碳纤维三维编织复合材料横向变形损伤声发射监测

利用声发射(Acoustic Emission,简称"AE")技术和数字图像相关(Digital Image Correlation,简称"DIC")方法,结合破坏断口形貌,研究三维五向编织复合材料横向拉伸状态下的变形与损伤规律,分析横向拉伸力学响应、表层变形场及声发射信号特征。结果表明:三维五向编织复合材料的横向拉伸极限载荷较小,力学曲线分线性和非线性两个阶段,破坏曲线为非线性,与横向拉伸破坏机理有关。撞击累计数的递增趋势能较好地反映材料的损伤演化过程。三维编织复合材料横向拉伸破坏断口沿纤维编织方向呈非平齐状,失效模式主要为基体开裂和纤维脱粘以及少量的纤维断裂。表面全场信息很好地反映了材料横向拉伸损伤演化特征,为三维编织复合材料结构健康监测提供了依据。     

FRP复合材料拉伸过程的声发射特性实验研究

用声发射技术研究了FRP复合材料的拉伸损伤与断裂行为。宽带传感器记录了FRP复合材料试样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对单向FRP复合材料的声发射历程图进行分析,得出复合材料在拉伸过程中的损伤类型以及各损伤阶段所呈现出来的特性。用扫描电子显微镜（SEM）观察了试样的几种典型的损伤破坏断面,对比分析了不同类型的损伤机制。实验分析表明,拉伸过程中破坏机制对声发射信号的特征具有显著影响,不同损伤模式的信号频谱特征存在明显的差异。     

基于模态声发射的碳纤维增强复合材料损伤机制识别

针对碳纤维增强复合材料(CFRP)损伤机制复杂、损伤声发射信号识别困难的问题,本文提出了一种基于模态分离方法的CFRP损伤信号识别分类算法,可实现CFRP损伤声发射信号的模态表征。首先,基于CFRP层合板模拟声源模态分析结果设计不同范围的数字滤波器,实现了声发射信号中的S_0、A_0模态分离;随后,根据纤维断裂和基体开裂单一损伤信号的模态特征,建立了损伤信号的识别分类算法,并验证了其对单一损伤信号的分辨率;最后,利用算法对层合板面内弯曲损伤信号进行分析,验证其在CFRP完整结构损伤信号识别中的有效性。结果表明,该算法在纤维断裂和基体开裂试验中的分辨率分别高达97.3%和92%,同时也实现了CFRP层合板的损伤过程表征,证明其可实现CFRP完整结构损伤机制的识别。     

波导杆中声发射源传播特性实验研究

为了研究标准断铅声发射源的首次反射峰值电压、电压值、杆直径和长度的相互关系,建立了3种长度、7种不同直径的波导杆声发射实验系统,对模拟声发射信号在波导杆中传播过程进行了实验研究,得到了声发射波在波导杆中传播过程衰减较小的结论。     

碳纤维复合材料层合板面内压缩损伤及声发射特征分析

针对碳纤维复合材料层合板面内压缩损伤问题,基于声发射技术分析不同损伤阶段的声发射信号特征。根据加载过程中时间–载荷曲线以及试样破坏断面微观形貌,将损伤过程分为三个阶段:初始损伤阶段主要产生少量基体开裂与纤维–基体界面脱粘,裂纹迅速扩展阶段开始产生纤维剪断以及失稳变形,平稳损伤阶段主要产生失稳变形以及分层裂纹扩展。结合声发射信号的振幅、振铃计数研究损伤过程,并基于小波变换进行损伤信号的时频分析,发现不同损伤类型可通过声发射振幅及频率特征有效识别。     

碳纤维复合材料磨削温度实验研究

提出了一种改进的磨削温度测量方法。与传统的方法不同之处在于,该方法是利用导热膏将工件表面温度传递给热电偶。采用三种方法测量了碳纤维复合材料的磨削温度。从实验结果可以看出,改进的磨削温度测量方法完全可以替代传统的夹丝法,很适合测量碳纤维复合材料的磨削温度。     

碳纤维复合材料压力容器的透声性能研究

以环氧树脂为基体材料,分别以S2高强玻璃纤维和T700碳纤维为增强材料,采用缠绕成型工艺,制备了玻璃纤维复合材料（GFRP）透声试件和碳纤维复合材料（CFRP）透声试件;测试了试件的透声性能,为成功研制碳纤维复合材料透声压力容器提供依据。结果表明：CFRP的透声性能和力学性能远远优于GFRP;内衬层对容器的透声性能影响不大;研制的碳纤维透声压力容器达到了满意的透声效果。     

低碳钢腐蚀声发射检测实验研究

应用声发射技术,对低碳钢均匀腐蚀过程进行了检测,获取了低碳钢均匀腐蚀过程中的腐蚀声发射信号,并应用特征参量和小波包变换相结合的方法,分析了低碳钢腐蚀过程的声发射信号特性,同时结合储罐现场检测数据进行分析,对比实验条件下低碳钢腐蚀声发射信号与实际条件下储罐罐底腐蚀声发射信号的参数特征,其结果为低碳钢均匀腐蚀过程的声发射特征研究和储罐在线声发射检测提供了参考。     

玻璃纤维复合材料损伤过程的声发射特性研究

复合材料以其优越的结构性能被广泛应用于航天航空、汽车制造等领域,针对玻璃纤维复合材料损伤特性及其声发射信号特点,设计完成了一套基于TMS320F28335的集数据采集、存储和显示为一体的声发射检测系统。采用现代小波变换的时频分析方法,分析了玻璃纤维复合材料损伤声发射信号的波形和频率特性,确定了玻璃纤维复合材料声发射信号频率的三个主要频段及其对应的三种基本损伤模式。     

复合材料机身冲击损伤的声发射监测技术研究

飞机冲击损伤引入试验对于飞机结构设计制造的验证和飞机服役过程中的维护至关重要,本文选取某型飞机复合材料机身冲击损伤引入试验中的重点关注部位,利用声发射监测冲击损伤的引入过程,综合采用空间滤波技术和参数分析技术,分析了复合材料机身冲击损伤的声发射信号特征,分离出了噪声信号和损伤信号,定位了复合材料机身冲击损伤引入的位置,为某型飞机复合材料机身冲击损伤引入试验及后期疲劳试验的声发射监测提供数据支持,其结果具有重要参考价值和指导意义。     

金属点蚀过程中声发射源机制研究

对Q235和不锈钢点蚀过程中的声发射信号特征进行实验研究。选取Q235腐蚀历程中的数据样本,对声发射信号进行了k均值聚类,区分噪声信号与腐蚀过程中的声源信号,得出了Q235腐蚀过程中声发射特性。     

一种基于小波分解的储罐声发射源定位波形滤波算法研究

小波分解是以小波基为基础,对信号进行多层分解的一种数学方法。近年来,小波分解逐步应用于声发射源定位计算中,根据小波分解后信号时域不变的特性,可以对声发射源的位置进行计算。目前,小波分解定位精度的主要影响因素是声发射信号中的噪声信号。因此,在小波分解前对声发射信号进行降噪,对提高信号小波分解源定位的精度有重要意义。引入了一种基于阈值的降噪方法,结合小波分解,尝试研究了声发射信号降噪算法对定位精度的影响。     

陶瓷材料断裂源的声发射表征

研究了陶瓷材料在断裂过程中断裂源所激发的特征声发射信号，并将陶瓷材料断裂过程中所激发射与扫描电镜形貌观察结合起来，建立了断裂源，断裂形貌与特征声发射信号之间的对应关系，发现陶瓷材料的断裂源不同，其相应的特征声发射图谱也具有不同的特征，从而使声发成为陶恣材料结构缺陷评估的新方法。     

复合材料机身曲板静力试验声发射监测研究

飞机机身曲板静力试验对于飞机静强度设计及验证至关重要,本文选取某型飞机复合材料机身曲板静力试验平台,利用声发射监测复合材料机身曲板在压缩剪切复合载荷下的裂纹萌生和裂纹扩展,综合采用撞击数分析、幅值分析和能量分析等多参数分析技术,结合波形分析技术和基于空间滤波的面定位分析技术,分析了复合材料机身曲板静力试验中的声发射信号,详细分析了裂纹萌生的起始位置和裂纹扩展过程中的损伤演化过程,为某型飞机机身曲板静强度设计及验证提供数据支持,其结果具有重要参考价值和指导意义。     

压力管道泄漏点的新型声发射定位研究

压力管道在泄漏时会产生声发射信号,根据此信号传播时声压遵从指数衰减规律,提出了一种利用声信号衰减特性和能量累计对管道泄漏点进行精确定位的新方法,并用多通道声发射仪以塑料管道和金属管道为介质、以压电换能器产生的信号为模拟泄漏信号进行了精确定位的试验验证,表明该方法可行并具有较好的定位精度。     

输气管道泄漏连续声发射信号的定位技术研究

对输气管道因泄漏产生的声发射信号进行分析,采用低频传感器进行泄漏声发射试验,分别采用断铅方法和阀门开启方法来模拟常规信号和管道泄漏信号,根据声发射结果得到定位图、波形图和频谱图,确认采用声发射装置可以较精确地定位到轻微的管道泄漏点,明确了工程上利用声发射检测管道泄漏的可行性。