加卸荷条件下岩石力学特性与声发射特征

为了探究真三轴复杂应力变化条件下岩石强度及破坏模式,通过真三轴卸荷扰动测试系统对砂岩试件进行不同第二主应力加卸荷试验,讨论在加卸荷过程中岩石的力学特性及声发射特征。试验结果表明:第二主应力的增加对试件的承载能力起到先增强后弱化的效果;不同第二主应力加卸荷声发射能量及累计振铃计数变化趋势大体一致,耗散能量比在载荷达到岩石损伤强度时突增;声发射能量峰值提前于试件轴向应力跌落,声发射能量和累计振铃计数大幅突增可作为岩石破坏的前兆;在低载荷下岩石中活动主要是裂隙压密与发育,在达到岩石损伤强度后岩石中的活动主要是裂纹贯通形成破裂面,砂岩试件声发射定位点集中区域与试件主要破裂面基本吻合。     

岩石破坏失稳的声发射响应与损伤定量表征研究

为了探索在外载荷作用下岩石的损伤演化规律及声发射响应特征,实现损伤程度的定量表征,以标准岩石试件为研究对象,采用RMT-301岩石力学试验系统和DS5-8B全信息声发射仪,开展单轴加载条件下岩石破坏全过程的声发射(AE)试验研究,根据声发射参数、声发射源三维定位、声发射能量密度和岩石力学分析表征其破坏形态,再现岩石裂隙孕育、发展和贯通过程,揭示岩石破坏规律、能量密度分布特征、裂隙空间演化和AE时序参数;以时间为中间变量,建立声发射累计振铃计数和应力、应变及损伤变量的耦合关系;基于岩石损伤演化方程,进一步建立声发射累积能量和应力、应变的定量模型。研究结果对揭示岩石破坏机制、区分岩体强度具有指导意义,为矿山煤岩动力灾害的预测预警提供一定理论支撑。     

人工复合岩土材料的声发射实验研究北大核心

为探讨复合岩土材料的声发射特性,对石粉、石粉+分口石两种人工复合材料进行了实验研究。研究表明,石粉和石粉+分口石人工复合材料分别呈强塑性、弱塑性破坏特征,其单向受压加载初期即有声发射大事件产生,破坏荷载的70％～80％时声发射大事件数急剧降低甚至消失,呈现明显的平静期,之后声发射大事件数迅速增多直至破坏,塑性人工复合材料的声发射事件主要来自颗粒间的摩擦和粘结失效能,声发射大事件数总体偏少,约为岩石类材料的1/10。     

铸铁承压设备声发射特征研究

为开展声发射技术应用于铸铁承压设备检测的应用研究,首先应研究铸铁材料拉伸过程的声发射特征,然后获取铸铁构件上典型裂纹扩展的声发射信号,找到铸铁构件开裂所特有的声发射信号特征,为活性缺陷的正确检测和识别奠定基础。因此,本文首先研究了灰口铸铁HT200材料拉伸试件的声发射特性,然后在报废的造纸烘缸上预制了表面裂纹,采用水压循环加载的方式,用声发射监测其加载试验过程的声发射现象,获取缸体表面裂纹扩展的声学信号样本,确定了随载荷变化,裂纹缺陷扩展的声发射参数特征和定位特征,其结果为后续波形信号的特征提取和模式识别研究提供了典型声发射源信号数据,也为铸铁类构件的声发射检测提供了参考。     

一种新的声发射参数测试仪的标定

工业上应用声发射技术作为工程监测和诊断手段的成功例子要追溯到六十年代初期,首先出现应用于航天航空结构方面。大约在1962年-1963年,美国研制了北极星导弹,导弹的内腔是由增强玻璃纤维复合材料制成。为了评估结构完整性,进行腔内充压的验证试验。在试验中记录到的声发射信号提供了判断结构破坏型式（即纤维破裂或粘结点与层面剪切破坏）的依据。同时,根据取得的声发射数据确定了结构出现裂纹的部位。并在此基础上,发展起来所谓的应力波分析技术（SWAT）。这里“应力波”指的就是声发射。后来,这项技术又推广应用到土星Ⅱ,SL-2等结构上,以判断结构的完整性。     

一种新的声发射参数测试仪的标定

一、概述工业上应用声发射技术作为工程监测和诊断手段的成功例子要追溯到六十年代初期,首先出现应用于航天航空结构方面。大约在1962年-1963年,美国研制了北极星导弹,导弹的内腔是由增强玻璃纤维复合材料制成。为了评估结构完整性,进行腔内充压的验证试验。在试验中记录到的声发射信号提供了判断结构破坏型式(即纤维破裂或粘结点与层面剪切破坏)的依据。同时,根据取得的声发射数据确定了结构出现裂纹的部位。并在此基础上,发展起来所谓的应力波分析技术(SWAT)。这里"应力波"指的就是声发射。后来,这项技术又推广应用到土星Ⅱ,SL…     

基于声发射检测技术的大型起重机械钢结构损伤检测

大型起重机械钢结构损伤声发射检测受到其机械结构不连续导致声波传输路径杂乱、动载噪声干扰大等因素影响,其应用受到了极大的限制.本文将从材料损伤声发射源机制试验分析及现场检测两个方面对起重机械结构损伤声发射检测的可行性进行探讨,从而为声发射技术在大型起重机械金属结构损伤方面的应用提供科学的基础理论研究成果支撑.     

深部条件下的煤岩钻孔喷孔试验研究

为了研究深部条件下的煤岩体动力显现特征规律,运用钻孔喷孔试验系统进行了不同载荷作用下的钻孔喷孔试验,测试并分析比较煤试样在试验过程中的应力、应变、钻屑量、声发射等参数。结果表明:只有当煤样加载压力超过某一临界值后,才会发生钻孔喷孔现象;加载压力越大,煤试件的钻屑量越多,钻孔喷孔次数越多;同时,喷孔时伴随较大煤岩颗粒喷出,钻孔喷孔是一个能量瞬间释放的过程,侧向应力和应变在能量释放瞬间会经历突然减小或经过短暂的增加后骤然减小的过程,与钻孔喷孔事件相对应;声发射事件除在钻孔周围分布比较密集外,每个试件也有呈条带状分布的区域。声发射事件数、振铃数、能量等都随着加载时间的增加而增加,在喷孔阶段更加明显。试验结果有效揭示了钻孔喷孔过程。     

起重机械箱形梁声发射波传播特性仿真与实验研究

声发射检测通过采集材料本身产生的AE信号,实现对结构损伤处AE源的定位及损伤状态评估。正确认识声发射信号波在结构中的传播规律,有助于实现起重机械声发射检测传感器优化布置及对损伤状态的量化判断,特别对于声发射技术应用在起重机械健康监测方面具有积极的意义。     

基于声发射技术的压力管道泄漏监测

本文通过在试验室条件下,对压力管道泄漏的声发射信号进行定位及特征研究,探索声发射技术在压力管道泄漏监测方面的可行性;并通过工业锅炉水压试验过程中的连接管道泄漏声发射监测案例对研究成果进行验证,从而为压力管道泄漏声发射监测积累必要的工程经验和理论数据。     

不同围压下煤岩损伤变形规律及声发射特征分析

为研究不同围压条件下煤岩的损伤变形,利用RTX-1000岩石三轴仪和Micro-Ⅱ声发射成像采集仪对煤样进行不同围压下的三轴压缩声发射定位试验,对加载过程中的应力应变、AE计数等特征参数进行对比分析,构建基于AE计数的损伤模型,研究三轴压缩下煤岩损伤变形的规律。研究结果表明:在保持应变率恒定的条件下,围压越高,煤样的峰值强度越大,分别为18.04,29.92,32.29,45.94 MPa;围压越高,弹性阶段的AE计数相对减少;煤样发生剪胀扩容变形;基于AE计数构建损伤模型,分析对比损伤应变理论曲线与试验曲线,得到较高的拟合度,且损伤临界值和损伤量随围压的升高呈现减小的趋势;分析理论模型中的速率增长因子,得到试验与理论损伤规律一致。     

Q235低碳钢的点腐蚀声发射检测实验研究

本文搭建了基于美国物理声学公司生产的微型SAMOS声发射监测系统的实验平台,对压力容器常用金属材料Q235低碳钢点腐蚀过程中产生的声发射信号进行了实验测量。通过研究,对金属材料点腐蚀过程的声发射检测及信号处理方法有了较为全面的认识,为声发射技术在腐蚀监测方面的进一步研究及应用提供了有价值的参考。     

围压卸荷条件下砂岩损伤与动态破碎特性研究

为研究深部高应力岩体开挖卸荷对围岩的影响,运用自制的带轴向静压和围压装置的霍普金森压杆(SHPB)设备,开展不同速度围压卸荷试验。结合围压卸荷过程砂岩试样声发射特性及动态加载后试样破碎块度分维特性,分析围压卸荷速率对试样损伤的影响。试验结果表明:当卸荷速率在0.5～10 MPa/s范围内变化时,砂岩损伤、声发射能量及破碎分形维数随围压卸荷速率增大而增大;但当卸荷速率增大到200 MPa/s时,砂岩损伤、声发射能量及破碎分形维数反而减小。在一定范围内提高围压卸荷速率,有助于提高砂岩试样裂隙发育及损伤程度。     

循环载荷下煤样变形及声发射特征试验研究

为预防煤岩动力灾害,有必要研究煤样在疲劳破坏过程中应力水平对裂隙演化的影响。采用岩石力学试验机与全信息声发射信号分析仪组成的试验系统,研究不同应力水平循环作用下煤样的变形和声发射特征,并探讨声发射参量与裂隙演化的关系。结果表明:在等幅循环载荷下,煤样的变形过程有减速、匀速和加速3个阶段,滞回曲线呈现疏-密-疏的变化规律,并且滞回环的疏密程度及疲劳寿命与上限应力水平正相关;循环过程中煤样的声发射特征也表现出明显的阶段性,可分为降低、稳定和升高阶段,且应力水平越高,各阶段的声发射活动越剧烈;与声发射活动呈现的阶段性特征相对应,煤样裂隙演化过程可分为初始损伤、微裂纹稳定发展、裂纹贯通破坏阶段,并且随应力水平的增高,单次循环中煤样裂纹的萌生和扩展发育越快。     

单轴压缩条件下预制裂纹红砂岩试样声发射特征研究*

为研究单轴压缩条件下预制裂纹红砂岩试样声发射特征,运用伺服压力机、声发射系统对砂岩试样进行单轴压缩试验,结合声发射特征参数与应力时间关系,对砂岩试样变形失稳破坏过程进行分析,并在相同加载方式下分析不同裂纹角度对砂岩试样变形破坏特征的影响。结果表明:砂岩试样破坏过程按力学性质可分为压密、弹性变化、塑性变化及峰后残余4个阶段,预制裂纹对试样的峰值应力有显著降低作用;声发射信号可分为平静期、上升期、波动期3个阶段,信号与砂岩试样破坏过程存在良好对应关系,不同角度预制裂纹对应的声发射信号特征不同,平静期45°裂纹试样声发射事件相对较活跃,振铃累积率相对最高,0°裂纹试样最早进入声发射波动期;在相同加载方式下,声发射信号参数RA值受裂纹角度影响较大,可以利用声发射信号RA值的演化判断岩石材料中裂纹方向与荷载方向的关系。     

基于声发射技术的立柱试验过程安全性研究

液压立柱在接受型式检验时,存在因质量不过关而引发的爆缸、液压喷射等现象,给国家财产和现场检验人员人身安全带来极大威胁。为提高安全性,需对立柱试验过程进行监控,及早发现爆缸或液压喷射等迹象,特引入声发射技术对被试的立柱进行监测。声发射技术对立柱在受压过程中产生的裂纹弹性波进行捕捉、分析、处理和显示,并用时差定位方法和小波包技术对声发射信号进行处理以进一步提高定位精度。研究结果表明:该技术可以实时展现立柱缸体内部声发射源信息,帮助检验人员及时发现裂纹的产生,从而避免立柱钢筒爆裂现象发生、提高试验安全。     

基于BP神经网络的岩石损伤声发射事件源定位研究*

工程岩体一般包含大量的节理、裂隙等各类缺陷,利用AE技术可以对缺陷进行定位,但仍然有很大误差。为进一步减小AE定位误差,确定缺陷位置,做好安全预警工作,研究提高岩石声发射定位精度的优化方法。利用断铅实验模拟产生声发射信号,将声发射信号特征参数中的幅值、能量、振铃计数以及到达时差作为输入,断铅点真实坐标作为输出,构建BP神经网络模型,并通过实验确定最优隐含层数等参数,最后通过交叉学习训练交叉预测得出断铅点坐标,并与基于到达时差的传统定位法以及考虑材料各向异性条件下的波速优化算法进行对比。结果表明:BP神经网络算法与传统方法相比,板状岩石声发射定位的误差显著减小,定位精度提高;岩石试件定位误差的误差波动更为平稳,有效改善了声发射源位置对定位效果的影响。本方法为岩石缺陷的精确定位提供了1种较好的技术手段。     

声发射并行检测技术在吸附塔检验中的应用

为了实现 10台吸附塔缺陷动态检测,提高检验的效率,采用声发射并行检测技术对两台吸附塔进行声发射同时检测.在吸附塔升压和保压过程中,对声发射信号进行监测.在排除各种噪声源的干扰后得出:10台吸附塔在一次加压检测过程均未检测到有活性的缺陷存在,说明吸附塔安全状况良好,可以安全使用,无须进行第二次加载检测.声发射并行检测技...     

16Mn钢疲劳过程中的声发射特性研究

根据有关标准,设计加工了16Mn钢试样,并运用LOCAN320声发射仪、MTS810疲劳实验机和声发射传感器,用3种不同的试验方案,采集16Mn钢材料疲劳过程中的声发射(AcousticEmission,AE)信号特征参数,用于分析其疲劳过程中的声发射特性。重点探讨了16Mn钢材料在低周疲劳全过程中释放的声发射信号特征参数变化规律,得出声发射技术可用来评估16Mn钢材料的损伤程度,进而预测其疲劳寿命的结论。此外,充分利用试验中得到的不同疲劳载荷条件下试样的疲劳寿命,根据成组法修正了矩形截面试样16Mn钢材料的S-N曲线,经验证与实际结果吻合性较好。     

声发射技术在起重机无损检测中的现状

对起重机械常规无损检测技术和声发射技术进行了比较，分析了声发射技术在起重机械无损检测中的研究现状和几个关键问题。最后，对起重机械声发射检测技术的研究前景进行了展望。