2.1 声发射检测的基本原理 当材料或结构受应力作用时,由于其微观结构的不均匀及缺陷的存在,导致局部产生应力集中,造成不稳定的应力分布。当这种不稳定状态下的应变能积累到一定程度时,不稳定的高能状态一定要向稳定的低能状态过渡,这种过渡通常是以塑性变形、相变、裂纹的开裂等形式来完成。在此过程中,应变能被释放,其中一部分以应力波的形式释放出来,这种以弹性应力波的形式释放应变能的现象叫做声发射,也叫应力波发射。固体材料产生局部变形时,不仅产生体积变形,而且会产生剪切变形,因此会激起两种波,即纵波(又称压缩波)和横波(剪切波)。产生这种波的部位叫作声发射源。这种纵波和横波从声发射源产生后通过材料介质向周围传播,--部分通过介质直接传到安放在固体表面的传感器,形成检测信号,还有一部分传到表面后会产生折射,一部分形成折射波返回到材料内部,另一部分则形成表面波(又称瑞利波),表面波沿着介质的表面传播,并到达传感器,形成检测信号。通过对这些信号进行探测、记录和分析就能够实现对材料进行损伤评价 和研 究 。其原理 如 图 所 示 图2.1 声发射检测原理 Fig.2.l AE detecting schematic 材料在应力作用下的变形与 开裂是结构失 效 的重 要机 制 。这种直接与 变形和断 裂机 制 有关 的源,通常称为 传统 意 义 上 的声发射源。近 年 来,流 体泄 漏 、摩 擦 、撞 击 、燃 烧 等与 变形和断 裂机 制 无 直接关 系 的另一类 弹性波源,也归 到声发射源范 畴 ,称为 其它 声发射源或二 次 声发射源。 2. 2 声发射信号处理 声发射信号是一种复 杂 的波形,包 含 着丰 富 的声发射源信息 ,同 时在传播的过程中还会发生畸 变并引 入 干 扰 噪 声。如 何 选 用合 适 的信号处 理 方 法 来分析声发射信号,从而获 取 正 确 的声发射源信息 ,一直是声发射检测技 术 发展 中的难 点 。根 据分析对象的不同 ,可 把 声发射信号处 理 和分析方 法 分为 两类 :一是声发射信号波形分析,根 据 所 记录信号的时域 波形及与 此相关 联 的频 谱 、相关 函 数 等来获 取 声发射信号所含信息的方法,如FFT 变换,小波变换等;二是声发射信号特征参数分析,利用信号分析处理技术,由系统直接提取声发射信号的特征参数,然后对这些参数进行分析和评价得到声发射源的信息。很多声发射源的特性可以用这些参数来进行描述,为工程实际应用带来...
