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…     

新型岩体声发射监测仪的研制与应用

1 前言 材料或结构受外力或内力作用产生变形或破坏,以弹性波的形式释放出应变能的现象称为声发射。一般声发射信号强度较弱,人耳不能直接听见,需借助灵敏的电子仪器才能检测出来。用仪器检测,分析声发射信号,推断声发射源,评价材料或结构的应力状态的技术称为声发射技术。岩体声发射技术是评价岩体稳定程度,圈定高应力区、预测预报灾害性岩土活动的有效手段。     

声发射技术的现状与展望

材料或结构受外力或内力作用产生变形或断裂,以弹性波形式释放出应变能的现象称为声发射。各种材料声发射的频率很宽,从次声频、声频到超声频,所以,声发射也称为应力波发射。一般,声发射信号的强度很弱,人耳不能直接听见,需要借助灵敏的电子仪器才能检测出来。用仪器检测、分析声发射信号和利用声发射信号推断声发射源的技术称为声发射技术。     

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。     

白云岩单轴压缩试验声发射特性研究

在单轴压缩条件下,进行白云岩破坏全过程的声发射试验研究,得到应力、声发射特性与时间的关系,并研究了岩体的Kaiser效应。结果表明:（1）岩石单轴压缩破坏过程中并不是所有试验岩样有具有典型的声发射特征阶段,部分岩样AE曲线中可以找到Kaiser效应特征点,但是多数岩样的Kaiser效应特征点不明显;（2）岩样的AE现象在应力达到峰值前会经过一个平静期,而在岩石发生破坏直至彻底破坏阶段,AE现象明显增加,这个先平静后剧增的过程可以作为预报岩爆发生的一种警示信号;（3）大多数岩样都在AE能量达到最大时发生彻底破坏。     

履带起重机桁架式臂架破坏性试验过程的声发射特性研究

本文研究了桁架式臂架在破坏性试验过程的声发射特性,为现场桁架式臂架的声发射检测提供数据支持。采用柱面定位可以精确定位弦杆和腹杆中声发射源。对于该结构臂架,腹杆变形先于强度破坏变形阶段,定位源则源于应力释放和腹杆变形引起的漆皮剥落。声发射技术能够及早地发现并定位臂架中发生变形的位置。     

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。     

双速度法在铁塔基础结构完整性检测中的应用研究

低应变法广泛应用于新建的桩基完整性检测。然而,针对铁塔桩基这种桩顶非自由情况的现役桩基,低应变法已经不能对基础结构的完整性进行准确地判断。在低应变法的基础上,提出了双速度方法,即通过排除次生应力波干扰,解析出只含有桩基信息的上行应力波,从而对桩基的完整性进行判断。主要通过茂名地区输电铁塔桩基的现场测量,对双速度法检测输电铁塔桩基的可靠性进行验证。结果表明:1)上行波可以用于铁塔基础结构的完整性检测; 2)茂名地区港茂甲乙线铁塔基础结构的完整性较好。     

岩体声发射技术在金川二矿区的应用

岩体声发射技术是利用岩体变形破坏过程中产生应力波的强弱,来监测岩体的安全状态。针对金川二矿区地压大、岩体破碎的特点,金川公司先后在二矿区１１５０ｍ水平二期快进巷道、８０１采场、１４３８ｍ水平１２＃采场进路等处进行了应用岩体声发射预报矿岩体和充填体安全状态的试验。在对试验过程和监测结果进行分析的基础上,初步建立了金川二矿区矿岩体和充填体安全状态与声发射参数的近似关系,为实现金川二矿区安全管理的定量化进行了有益探索。     

压力容器安全技术基础知识讲座(十二) 第十二讲 压力容器的声发射检测

一、原理声发射检测是接收构件受载时内部缺陷由于屈服,开裂、裂纹扩展等而产生的应力波,并对应力波信号(即声发信号)进行分析处理,从而获得产生声发射信号的缺陷情况。描述声发射信号特征的参数主要有幅度、能量、上升时间,持续时间,振铃计数等,其意义见附图。其中能量参数是反映声发射信号的幅度和持续时间的综合值。     

声发射技术在在用压力容器检验中的应用

我国现有在用压力容器96万多台,对压力容器进行定期检验是确保其安全运行的必要手段。劳动部锅炉压力容器检测研究中心刘时凤、万耀光等人完成的《声发射技术在在用压力容器检验中的应用》科研成果,可以加快压力容器检验速度,提高查找事故隐患的能力,降低检验成本。1991年,这项成果获得了第三次劳动保护科学技术进步二等奖。 压力容器在受载过程中(通常是水压试验过程中),由于焊接缺陷的早期活动发展,如开裂、裂纹扩展、局部屈服等,会产生和发射应力变波。声发射技术就是通过藕合在容器表面上的探头,接收到这些裂纹所发射的弹性波,并将其转…     

基于双速度法的输电铁塔基础结构完整性检测

基于一维应力波理论的低应变法广泛应用于新建桩基完整性检测。然而,针对铁塔桩基,由于铁塔上部结构的存在,会在界面上产生较为复杂的应力波,低应变法不能对输电铁塔基础结构的完整性进行判断。首先在传统低应变法的基础上提出双速度法,即在桩基侧面安装两个传感器,通过两个传感器测量的波形来判断桩基是否完整。最后,通过模型试验对比铁塔波形及有、无铁塔桩基的应力波的传播规律:当在桩顶施加动态荷载时,产生的下行波沿桩基向下传播,上行波沿铁塔向上传播,然后携带有桩基缺陷信号的应力波从桩底反射回来,另外携带有铁塔特征的应力波信号也从铁塔反射回来,它们有可能在传感器所在的地方合成,影响通过传感器得到的波形,进而影响桩基的判断。     

声发射技术应用于岩体稳定性评价

1 概述 声发射技术是近年来发展起来的一种新的无损检测技术。它是利用监测材料或结构件内部由于应力造成的变形或破裂时发出的声发射(应力)波的方法来检测材料或结构件中的缺陷,并对其进行描述,以便研究材料性能或对结构件进行安全性评价和预报。     

岩体声发射仪的研制现状与展望

1 概述 声发射是固体材料受力、变形过程中,弹性应变能以应力波的形式在介质中传播的现象。利用专门的设备采集、处理和分析这些信息的方法称为声发射技术。这种专门的设备统称为声发射仪。大量的经验表明,绝大部分固体材料受力变形时均会产生声发射。岩体声发射现象是本世纪30年代末被美国矿山局的两位研究人员L·Obert和W·I·Duvall发现,他们开创性的工作导致了岩土工程中一门独特的技术——岩体声发射技术的产生和发展。     

在役压力容器的动态检测技术与研究进展

根据笔者多年声发射检测与评价技术的研究成果并综合分析不同发展阶段的有关文献，论述了压力容器结构完整性检测与综合评估的意义，分析其合理性和难度，并对这种动态检测技术在评价压力容器结构完整性方面的研究进展作了较全面的评述     

丰山铜矿岩石声学特性研究及其在采场安全预报中的应用

对丰山铜矿的矿岩进行声波特性研究,依据声波特性参数将矿岩的稳定性分为3类,并建立了相应采场安全性的声学监测措施。利用声波特性可以实现对岩石的稳定性进行快速判断,并以此选择采矿方法、优化采场的结构参数及支护方式。通过对井下工作面长期的声发射特性参数的监测,初步确定了丰山铜矿岩石破坏的声发射特性参数的判据。并根据观测到的声发射特性参数时间序列,应用灰色理论模型来预报采场冒顶、片帮事故,通过对多个采场的成功预报,证明该模型的有效性。同时应用声波技术和声发射技术进行开采过程的安全预报是一种新的思路,对指导地下矿山安全生产具有重要的意义。     

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。     

强风化花岗岩隧道二次衬砌支护时机研究

通过应用RFPA软件分析不同尺寸下强风化花岗岩的岩体变形特性、破坏规律及声发射特征;在隧道开挖过程中通过埋设应力计、位移及声发射仪监测隧道的变化特征,分析开挖过程中岩体应力变化规律、位移变化规律及声发射特性,通过对比数值分析结果,确定了强风化花岗岩的二衬支护时机,并经现场验证,证明了二衬支护时机合理性。     

组合煤岩力学性质与声-电荷信号关系研究

为探究组合煤岩力学性质与声-电荷信号关系,选用新邱矿区煤样和砂岩制备组合煤岩试样,采用物理实验和数值实验相结合的方法,开展不同岩煤高度比的组合煤岩试样受载破坏声发射与电荷感应监测试验,得到了组合煤岩力学性质、声-电荷信号规律及其相互关系。结果表明:组合煤岩试样中的岩石高度提高会提升其整体强度,其破坏脆性特征显著,冲击倾向性增强,弹性阶段的声发射信号提前,声发射能量累积量增加,峰后声发射能量变化率及电荷变化率增大;组合煤岩峰后产生连续声发射信号和电荷信号,强冲击和中等冲击组合煤岩破坏时声发射能量变化率分别为0.336和0.047 J/s,电荷变化率分别为204.88和24.52 pC/s。声发射信号与电荷信号可以在一定程度上反应组合煤岩应力状态并预测失稳破坏,为通过信号监测煤体冲击地压灾害发生提供依据。     

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。