不同浓度的尾砂胶结充填体破坏过程 声发射特性试验研究*

制备了3种不同质量浓度的充填体试件,进行了单轴压缩声发射试验,分析了不同浓度的充填体力学特性,重点研究了试件破坏过程中的声发射振铃计数、声发射累计撞击数与声发射累计能量的比值(r值)、主频及其相对高频信号激增响应系数特征。研究表明：随着浓度的增加,充填体的峰值强度与弹性模量呈增大趋势,充填体中出现的声发射累计振铃计数越多;r值先升高再持续减小到一个较低值,随着外载荷的增加,进入缓慢升高阶段,峰值前均保持在该阶段。充填体破裂前兆信息在声发射信号主频分布中呈现主频段增多现象,表现为由加载初期的1~2个主频段,在临界主破裂时增多到3~5个主频段;且随着浓度的增加,声发射信号主频频段分布越宽,声发射相对高频信号(160~180 kHz)的激增响应系数呈递减趋势。以上特征可为不同浓度的尾砂胶结充填体稳定性监测、预测提供依据。     

BFRP筋混凝土粘结-滑移声发射特性研究*

为研究BFRP筋与混凝土粘结-滑移过程中的损伤特征,对BFRP筋混凝土粘结试件进行了加载速度为0.1 mm/s的拔出试验。采用声发射技术对损伤过程的特点进行了研究,并且针对破坏预警指标的有效表征进行了深入分析。结果表明,声发射能量、撞击数、振铃计数等参数能够真实反映BFRP筋混凝土粘结受载情况,并得到250 kHz～300 kHz频段的声发射事件百分比及声发射b值范围可以作为粘结应力达到峰值时的预警指标,为BFRP筋混凝土粘结-滑移破坏预警提供了依据。     

304不锈钢点蚀声发射监测研究

为研究304不锈钢在高于常温条件下的点蚀声发射特性,对70℃下6%氯化铁溶液中304不锈钢点蚀过程进行了声发射监测。采用参数和波形分析相结合的方法处理信号,并通过点蚀形貌观察进行验证。结果表明声发射撞击和能量随时间逐渐增加,在某一时段达到峰值,随后下降并维持平稳状态。信号波形主要由幅度、能量较大的低频段(<100kHz)弯曲波和幅度、能量较小的高频段(>100 kHz)扩展波构成。研究结果对304不锈钢高于常温条件下声发射点蚀监测具有一定意义。      

斜入射激光超声体波声场的实验研究

为研究微烧蚀状态下圆形光斑斜入射时激光超声声场的指向性,使用脉冲激光辐照半圆柱形铝质工件表面,并使用压电探头和电磁超声探头分别接收纵波和横波信号。根据速度参数确定了超声信号的类型,提取了信号的峰-峰值,并绘制出声场指向性曲线。通过分析获得以下结论:激光斜入射角度在0~60°范围内变化时,纵波声场的声束轴线方向保持不变,且与工件内法线平行;另外,横波声场的峰-峰值仍然在±35°的方向上取最大值,但是横波指向图形的主瓣易受激光入射方向的影响,当倾斜角度大于等于45°时,横波主瓣的范围变得较宽。     

基于三点弯曲试验的聚丙烯塑料颗粒混凝土 声发射分析*

为探讨掺入聚丙烯塑料颗粒(PP)对混凝土疲劳损伤的影响,以不同塑料颗粒掺量Wf (0、10%和20%)混凝土为研究对象,采用声发射技术,开展一系列三点弯曲疲劳试验。试验结果表明：掺入塑料颗粒后,混凝土疲劳寿命增大,断裂能增大,可承受的最大荷载降低,但挠度增大,塑性变形能力增强;AE（Acoustic Emission）定位的损伤源主要集中在跨中,首次峰值荷载前,AE事件偏少,AE定位可识别的内部疲劳损伤点较少,当接近疲劳破坏阶段,AE信号源急剧增加,且随着Wf越大,AE事件数量明显减少,AE事件主要出现在循环荷载波谷处;掺入塑料颗粒后,声发射信号次数显著降低,持续时间更短,且随着Wf的增加,声发射信号次数进一步降低。掺入PP塑料颗粒有助于缓解混凝土内部疲劳损伤,延长其疲劳寿命。     

螺栓拉应力超声无损检测方法

本文依据声弹性原理中超声波传播速度与应力之间的对应关系,利用横波与纵波联合测量的办法,给出栓体长度未知的紧固螺栓轴向应力测量办法。针对螺栓在低载荷与高载荷不同情况下的栓体轴向应力测量系数不同的状况,分类进行了讨论,并给出对应载荷条件下应力测量系数的计算办法。文章讨论了A2-70奥氏体不锈钢与强度等级4.8低碳钢两种不从材质螺栓的轴向应力测量结果,实际测量与理论测量平均误差小于2.9367%,提高了横纵波轴向应力测量的精度。     

木塑复合材料缺陷及损伤的声发射信号特征分析及神经网络模式识别

针对木塑复合材料五种典型的缺陷及损伤机制，选择合适的木塑试样，应用三点弯曲的加载方法采集声发射信号。对主损伤区附近的声发射事件，应用小波变换提取特征参数，确定五类主要损伤机制所对应的声发射信号特征。采用B—P型反向传播神经网络构成的智能化模式分类器，对此五类声发射信号进行识别，获得了满意的效果。     

单轴压缩条件下岩石样品声发射信号的频谱分析

本文对单轴压缩条件下大理岩和辉长岩样品变形过程中的声发射信号进行了频谱分析,分析的范围从25—387kHz。应用高速数字化数据采集系统记录了岩石变形各阶段产生的声发射波形。对32个声发射信号进行了快速傅里叶变换处理(FFT),得到它们的振幅谱。比较了不同种类岩石的频谱以及频谱随应力的变化,找出了声发射信号的频谱分布范围。本文选取声发射信号振幅谱的主频f_Amax,峰个数n和单个声发射释放的能量IE三个参量对岩石声发射振幅谱作了统计分析,主要结果如下:(1)在岩石样品表面探测到的声发射信号包含多种频谱成份,并且频谱具有谐波特性。对本实验所使用的岩石样品尺度(直径2.5—5cm;长度5—10cm的圆柱形),声发射的主要能量分布在40—110kHz的频率范围内。(2)大理岩和辉长岩的主频分布没有明显的差异,但与样品大小有关。(3)岩石样品声发射频谱随压力的变化具有随机性质,没有显著的随应力增加而增大或减小的现象。     

蒸养再生骨料混凝土断裂声发射特征*

为研究蒸汽养护对再生骨料混凝土断裂过程损伤特征的影响,开展了再生骨料混凝土三点弯断裂试验,并采用声发射技术对损伤过程进行了监测分析。结果表明,蒸养降低了再生骨料混凝土断裂峰值荷载,断裂过程中声发射信号强度低于标准养护试件。声发射振铃计数、撞击数、b值等参数能够准确反映再生骨料混凝土断裂过程损伤演变规律。加载上升阶段,声发射信号活动性很低,试件内以微裂纹的形成为主,加载至荷载峰值,声发射振铃计数累计值增长呈现平缓阶段,混凝土内微裂缝的聚合会持续一段时间。峰值后荷载迅速降低阶段声发射信号最活跃,为裂缝迅速发展的过程。峰后荷载缓慢降低的过程,声发射信号活跃性降低,裂缝扩展至试件顶部区域,主要是宏观裂缝的开展,不再产生新的裂缝。     

利用声发射技术监测颗粒填充聚合物材料的裂纹扩展过程

 利用声发射技术监测了颗粒填充聚合物材料含单边缺口试样承受三点弯曲载荷时裂纹尖端形成损伤并断裂的全过程,明显地区分了裂纹尖端起裂和扩展的不同阶段,有效地识别了颗粒填充聚合物材料的破坏模式。研究表明,在承载状态下,裂纹尖端损伤起始和扩展分为3个阶段,且裂纹起裂至快速扩展存在一个演变过程;结合SEM观察结果,判定该材料的断裂模式以颗粒与基材的界面分离为主。     

钢筋混凝土动态粘结滑移声发射特性试验

为研究不同加载速率下钢筋混凝土粘结-滑移损伤破坏过程中的损伤特征,对钢筋混凝土粘结试件进行了0.01 mm/s～10 mm/s四种不同速度的拔出试验。采用实时动态的声发射监测技术对整个试验过程进行监测,对试验过程中的声发射信号进行声发射振幅-振铃计数特性及功率谱峰值频率特性分析。结果表明,随着滑移速率的增加,声发射振幅-振铃计数拟合曲线变缓,在0～50 k Hz和100～150 k Hz频率范围内的声发射事件比重分别减小和增加。损伤过程的声发射特性对钢筋混凝土粘结滑移损伤演化规律的研究具有重要的价值。     

Analysis of the Seismic Moment Tensor of Acoustic Emission: Granite Fracture Micromechanisms During Three-Point Bending

Acoustical Physics - An experimental study of granite fracture micromechanisms during three-point bending based on reconstruction of the seismic moment tensor components for acoustic emission...     

高强混凝土单轴压缩声发射频率特征试验研究

为研究高强混凝土破裂前声发射信号的频率特征,对C60、C70、C80高强混凝土试件进行单轴压缩下的高、低频双通道声发射试验,得到破裂过程的力学参数和声发射参数,探求高强混凝土不同加载阶段声发射信号频率的分布特征。研究表明,三种高强混凝土在峰值应力前,高、低频通道声发射信号均集中在特定的频段内;临近峰值应力时,高、低频通道的声发射信号频率向低频段移动,同时优势频段内的频率趋于分散,这可作为预测高强混凝土破坏的前兆信息。     

Effect of the state of internal boundaries on granite fracture nature under quasi-static compression

Based on an analysis of the spatial distribution of hypocenters of acoustic emission signal sources and an analysis of the energy distributions of acoustic emission signals, the effect of the liquid phase and a weak electric field on the spatiotemporal nature of granite sample fracture is studied. Experiments on uniaxial compression of granite samples of natural moisture showed that the damage accumulation process is twostage: disperse accumulation of damages is followed by localized accumulation of damages in the formed macrofracture nucleus region. In energy distributions of acoustic emission signals, this transition is accompanied by a change in the distribution shape from exponential to power-law. Granite water saturation qualitatively changes the damage accumulation nature: the process is delocalized until macrofracture with the exponential energy distribution of acoustic emission signals. An exposure to a weak electric field results in a selective change in the damage accumulation nature in the sample volume.     

Diversity reception of hydroacoustic signals from the results of experiments in the Black Sea

The results are presented of an experimental study of spatial and frequency correlation of amplitude fluctuations of hydroacoustic signals on two paths of the Black Sea under conditions of a thermal underwater sound channel and tonal-continuous emission at frequencies of 4 and 1.5 kHz. The emitters were located in the coastal wedge on the bottom slope at depths of 35 and 60 m; a receiver system was submerged to a depth of 50–60 m off the side of a ship drifting at various distances in the open sea. Data are presented on the spatial (horizontal and vertical) and frequency intervals of fluctuation correlation on the first path extending 100 km at an emission frequency of 4 kHz under conditions of dominant fast fluctuations, as well as on the second path extending 300 km at an omission frequency of 1.5 kHz under conditions of dominant slow fluctuations. The results of experiments are used to estimate the efficiency of space-diversity and frequency-diversity reception of acoustic signals in application to information transmission over a hydroacoustic channel.     

Fiber Sensing of Micro -Crack

Optical fiber sensors are used for sensing micro -cracking in composite and metal materials in aerospace applications.The sensing mechanism is based on the detection of acoustic emission signals, which are known to emanate from micro-cracks when they grow under further loading. The sensor head consists of a fiber Bragg grating that is capable of detecting acoustic emission signals generated by pencil lead breaking, of frequencies up to 200 kHz.     

沉积层声学特性对浅海低频声场分布的影响

已有对浅海低频水声场的讨论多是关注声能量在水体中的分布特性,对水体下沉积层、基底中低频声传播的同步研究相对较少。本文基于波动方程,在柱坐标系下推导了一种浅海水体/海底统一波导下低频声能流的计算模型,在此基础上结合具体仿真算例与波动理论阐述了不同沉积层声学参数对声场能量分布的影响规律及机理。仿真结果表明,在沉积层纵波声速>水中声速>沉积层横波声速的前提下,沉积层中密度与纵波声速数值越大,声能量越趋于保留在水体中而不向海底泄漏,横波声速的影响正好相反;沉积层厚度增加到一定量后,基底对流体层中声传播的影响可近似忽略不计。