基于ARAMIS的铝合金拉伸过程声发射特性分析

对5052铝合金板材进行了单向拉伸试验,利用ARAMIS应变测量系统获得了铝合金材料在拉伸过程中的应变场,并同时用声发射检测仪检测了铝合金拉伸过程中的声发射信号。通过分析试件拉伸过程中各个阶段声发射特征信号,对比同时刻ARAMIS所得的应变云图,结合金属学原理,分析了5052铝合金在拉伸过程中各个阶段声发射信号产生的机制。结果表明:ARAMIS应变测量系统和声发射检测仪均能较好地测得5052铝合金在拉伸过程的变形破坏特征,利用ARAMIS应变测量系统测得试件表面吕德斯带的变化规律可以进一步解释试件在拉伸过程中声发射信号产生原因。     

输气管道阀门内漏声发射多参数检测实验研究

针对输气管道阀门内漏喷流噪声声场特征复杂特点,应用声发射检测系统进行阀门内漏过程的检测实验研究,提取阀门不同内漏率下声发射信号波形频谱特征和时域、频率参数特征;应用最小二乘法拟合函数曲线,获得声发射信号特征参数与内漏率对应关系。实验结果表明,声发射信号特征参数(均方根、标准差、均值、频域峰值)与内漏率之间都存在明显对应关系,可利用声发射信号多参数分析进行阀门内漏程度评价研究,以提高内漏识别的准确度。     

玻璃纤维复合材料拉伸损伤的声发射信号模式识别分析

对玻璃纤维复合材料进行常温拉伸破坏实验,利用声发射检测技术实时监测其损伤过程。研究了材料在拉伸破坏过程中的损伤演化规律,发现玻璃纤维复合材料的损伤演化过程可分为损伤发展阶段、损伤加剧阶段和试件失效阶段。同时为了研究材料内部破坏的损伤模式,提取了声发射特征参数上升时间、持续时间、计数、幅值和峰频,结合主成分分析法和K-means聚类的方法对声发射信号进行聚类分析,将聚类的结果与损伤模式相关联,结果表明复合材料损伤模式基体开裂、纤维脱粘和纤维断裂所产生的声发射信号在幅值、计数、持续时间参数上具有不同的响应特征。     

短路过渡的GMAW电弧声信号特征及产生机理

从时域和频域两方面分析了短路过渡的GMAW焊接过程中产生的电弧声信号特征，发现电弧声波呈现“振铃”形信号，主要产生于短路结束再引弧阶段，与电弧功率的微分信号相关性最大，频率主要集中在4－8kHz。并根据其信号特征探讨了电弧声的产生和形成机理，认为电弧能量的变化是产生电弧声的激励源，保护气流、弧柱等构成时变的声道系统，声音激励和声道系统共同作用产生电弧声。     

含不同缺陷的金属材料声发射特性

根据声发射测试原理,利用信号峰值电压与材料形变过程中释放能量的关系建立了裂纹开裂的声发射参数与应力关系的数学模型,提出了声发射总计数和声发射计数率的一般表达式,研制了声发射装置,并在拉伸试验条件下对具有不同缺陷的ZG25试件进行了声发射检测。实验结果表明:无缺陷的ZG25材料与有气孔、疏松、夹渣和微裂纹缺陷的该材料具有不同的声发射AE事件特征,这对金属材料声发射无损检测具有实际意义。     

刀具破损实时监控系统

刀具监测是自动化加工过程控制与优化的重要组成部分.本文研究了刀具破损过程中声发射信号的时域与频域特征,介绍了利用声发射原理研制开发的刀具破损实时监控仪AEM-2000的硬件组成及工作原理.     

不同受力状态下岩石破坏过程次声信号特征

采用室内试验方法,分别开展了岩石在压缩、剪切和拉伸状态下的破坏试验,利用高灵敏度的次声信号采集设备同步采集岩石破坏过程中的次声信号,对不同受力状态下岩石次声信号的特征差异进行了研究。结果表明:在压缩状态下,岩石次声信号发射主要在弹性和塑性变形阶段,次声信号的峰值频率在7 Hz左右,在岩石临近破坏前,次声信号振幅和频率范围均有所增加;在剪切状态下,次声信号主要集中在峰值后应力逐步下降的阶段,信号功率分布集中程度较压缩试件略低,峰值频率在8 Hz左右;在拉伸状态下,试件加载初始阶段便有次声信号发生,次声信号频率通常存在高、低两个中心,其中低频与压缩试件接近,高频则高出3 Hz,拉伸试件内部裂隙的萌生和发展较压缩和剪切状态下更为迅速、有序,随着试件内部裂隙的发展,次声信号频率逐渐升高。以上特征的发现为不同受力状态下次声信号的识别以及岩体灾变预测提供了依据。     

煤岩体岩爆模拟试验中声发射时频演化规律分析

为了研究深部煤炭开采过程中煤岩体岩爆破坏过程声发射随应力演化的特性,对鹤岗矿区南山煤矿软岩巷道的煤岩体进行真三轴卸载岩爆试验,实时记录三向应力演化过程,并采集试验过程中的声发射信号进行参数和波形时频分析。结果表明:南山矿煤岩体岩爆临界破坏强度为17.8 MPa,是其单轴破坏强度的1.19倍,声发射累计释放能量达到(1.83E+5)mv·ms。采用快速傅里叶变换,对选取的加载和卸载岩爆典型阶段声发射数据进行波形分析,得到频率-幅值密度分布。发现加载阶段破裂源相似,产生的信号特征较为接近,都是低幅值、低频率的,而煤爆时产生高频、高幅和低频、高幅多种成分的破裂源,预示着能量在不断地加大。     

深部片麻岩破坏全过程声发射时频域信号特征及前兆预警研究

针对矿山深部开采中岩石突发性灾害事故频发问题,以揭示岩石破坏前兆特征为目的,以金厂峪金矿深部片麻岩为研究对象,采用单轴压缩声发射试验,研究深部片麻岩承载过程与声发射时频域特征的关联性,并深入分析岩石失稳破坏前声发射时频域参数的前兆特征及两者的耦合性.结果表明:(1)声发射时域参数振铃计数在屈服阶段表现出明显的"单峰"型突增浮动特征;振铃计数率、累计振铃计数和能率、累计能量在临近破坏前呈现"高值突增"现象.(2)岩石破坏全过程声发射主频分为5个频带,低频带信号(0～40 kHz)占比呈现先增大后减小、再增大又减小的规律;中低频带信号(>40～80 kHz)零星分布,无明显特征;中频频带信号(>80～130 kHz)在岩石破坏全过程中占比最大,且呈现稳定变化趋势,临近破坏前呈现快速增大特征;中高频带信号(>130～160 kHz)只在岩石临近破坏前才出现;高频带信号(>160～200 kHz)占比呈现先减小、后增大的规律.(3)临界破坏前振铃计数、能率的"突增"和高频信号在相同时间所表现出的"快速增加"和"下移"特征以及低频信号"缺失"的特征可作为岩石失稳破坏的关键前兆信息.通过分析声发射时频域特征参数变化,可以更加准确地对岩石破坏前兆信息进行判断识别,这对矿山开采及工程施工安全预警具有重要的应用价值.     

碳纤维复合材料损伤识别的AE频响分析方法

为了深入理解树脂基碳纤维复合材料的损伤发生和演化规律,制作了三种不同铺层的中心开孔的拉伸试样和一种用于测试层裂的拉伸试样,应用声发射技术全程监测拉伸试验。试验结果分析表明,声发射信号的峰值频率能有效的识别复合材料的各种损伤模式。对在试验过程中采集的声发射信号进行希尔伯特-黄变换,可以有效的分离隐含于声发射信号中的复合材料各种损伤模式,为声发射技术应用于实际复合材料结构的安全监测提供有效方法。