岩石力学试验中的声发射源定位技术

在岩石力学实验中，声发射源定位的研究方法，是实验室声发射研究的重要方面。在总结前人关于声发射源定位在实验硬件和定位算法两方面工作的基础上，从定位算法上着重分析了当前几种地震模拟岩石力学实验室声发射定位方法的利弊，指出了未来声发射定位方法可能的发展方向，并从定位算法上阐述了提高AE定位精度所必须克服的障碍。     

声发射源定位技术

综述声发射源的定位技术，详细介绍基于声发射信号时差测量的线定位和面定位技术，并分析影响声发射源定位精度的因素。     

曲面层状介质考虑折射效应的声发射源定位（英文）

为了解决现有声发射源定位算法对多层曲面介质定位结果不准确的问题,提出一种新的考虑折射的声发射源定位算法。利用复合形算法求解得到声发射源坐标,采用断铅试验验证新算法的准确性。新算法定位结果的绝对距离误差小于3 mm,比传统算法有较大的提高。运用数值试验进行定位精度影响因素分析。结果表明,新算法的声发射源定位精度不受层状介质波速比的影响,但测量波速的准确性对定位精度有影响。这些均说明新算法能够在两层曲面介质比如常规三轴压缩测试中得到准确的声发射源位置。     

基于Lamb波频散特性的声发射源平面定位新方法

针对传统的声发射源平面定位中各传感器灵敏度差异和门槛值设置不同对时差定位精度影响较大的问题，通过研究弹性波在薄板中传播的特性即Lamb板波频散特性，借用模态声发射的概念将单个传感器接收到的信号利用Gabor小波时频分析得到不同模态的峰值到达时间，并在引入速度因子概念的基础上，讨论了两种不同的声发射源平面定位方法，即同一频率不同模态的定位方法和同一模态不同频率的定位方法，试验证明两种方法都能得到模拟源的正确定位，不仅从根本上避免了传感器间灵敏度差异对时差定位精度的影响，而且还可以减少平面定位中传感器的数量，避免三角形定位中伪定位的出现，并适用于传统的声发射源平面定位中不易布置传感器阵列的结构健康无损监测。     

一种立方体监测网络的声发射源和微震源解析定位方法(英文)

通过选取合理的坐标原点及传感器位置简化声发射源定位方程, 得到声发射源或微震源三维定位方法的解析解。算例研究表明,对于传感器阵列内、外的声发射源事件, 解析方法定位结果完全与实际坐标一致;对于传感器阵列内的声发射源事件,传统方法略有误差,一般为 0.010.03m, 而对于传感器阵列外的微震源, 传统时差定位方法的定位误差很大,最大的达到 1080986 m;采用横截面为 100mm×98mm、长度为350mm 的花岗岩试样, 进行 5 次断铅定位实验,分别用传统方法和解析方法进行定位,结果发现在监测网络外的4个声发射事件, 解析定位的误差亦小于传统方法的定位误差。可见解析定位精度较传统方法有明显提高,最高可提高 17.61mm;利用解析解定位, 无需确定拟合初值和拟合迭代算法, 仅通过简单的四则运算即可定位,用常规的计算器或Microsoft Excel 即可求解。     

钢板厚度对声发射检测仪源定位影响的试验研究

试验室中利用SDAES 12通道数字声发射检测仪,针对不同厚度的钢板进行了模拟声源定位试验,得到不同板厚情况下检测仪对声源定位的误差,之后对不同板厚的误差值进行了对比,得到源定位的线性误差和平面误差,且板厚对定位误差影响不大,而平面定位中x坐标的相对误差略大于y坐标的相对误差。     

无需预先测速的长方体监测网络声发射源三维解析定位方法(英文)

为得到未知波速结构声发射源定位坐标求解的解析解,将传感器阵列简化为长方体,以求得最小监测网络下的声发射源定位解析解。考虑传感器在长方体表面不同位置的各种情形,建立对应的定位控制非线性方程组。根据建立的方程组和到时差,将监测网络分为3种情况,分别求得未知波速情况下采用5个传感器进行定位的声发射源定位解析解。将得到的声发射源定位解析解应用到数值和声发射试验中进行验证。结果显示,所求得的解析解避免了预先测定波速与迭代算法求解给定位带来的误差,定位结果与真实坐标一致。     

基于HHT变换的声发射源平面定位方法

为了应对空间碎片的威胁,研制了一种基于声发射技术的用于实时监测空间碎片撞击航天器的在轨感知系统。对平面声发射源精确定位技术提出了需求。声发射信号属于非平稳随机信号,传统的小波变换无法充分获得其中携带的信息。利用HHT技术分析声发射信号波形,改进了AO模态到达时刻的确定算法,提高了线定位精度。在此基础上,将平面定位问题转化为求取函数最小值的优化问题,并利用单纯形法进行求解。在铝合金板上对铅芯折断波源进行了定位试验,结果表明,相对于小波变换,HHT更适于分析声发射信号;改进后的线定位方法和双时标法可有效应用于各向同性板的定位问题。研究结果为空间碎片在轨感知系统的研制提供了参考。     

厚壁压力容器声发射技术声源定位误差分析

声发射技术（AE）已经被广泛应用到压力容器、压力管道等检验中。声源定位在整个声发射检验与评定结果过程中起重要作用,目前这方面的研究热点是如何提高定位精度。声发射技术通常采用时差定位法来检测压力容器和压力管道的缺陷,通过检测声波到达不同传感器的时间来确定声源位置。对于厚壁压力容器来说,若声源位于容器的内表面或内部,显然容器壁厚会对声源的精确定位产生一定的影响。针对此问题,详细推导并得出厚壁压力容器中声发射检测的定位误差的解析解,分析和讨论了声源定位误差的变化规律。分析结果表明,定位误差的试验值和理论分析符合良好,计算数据与试验值之间的最大误差为7．12％。当容器壁厚小于600mm的情况下,建议实际声发射检测中对声源位置200nm以内区域采用其他常规无损检测方法进行复验以确定实际声源位置。     

基于声发射定位技术的矿柱破坏规律实验研究(英文)

声发射技术是研究岩石损伤破坏的良好工具。通过与矿柱相似的材料试验研究,对微裂纹的时空演化规律进行研究。断铅试验结果表明:所提出的基于最小二乘法和Geiger算法的声发射组合定位算法的定位精度良好,能满足岩石破坏过程声发射监测的需要。声发射定位结果直观地反映岩样内部裂纹初始、扩展的空间位置,对于研究岩石破坏机理具有重要意义。在受载条件下,矿柱与顶板相接位置最容易产生应力集中,出现声发射群集现象,其最终破坏结果与声发射定位时间群集区域吻合良好,说明矿柱与顶板相接位置属于宏观破坏发生的危险区;当岩石进入塑性变形阶段后,声发射率明显下降,出现"平静期",可以作为岩石失稳破坏的前兆特征。     

An approach to use an array of three acoustic emission sensors to locate uneven events in machining—Part 1: method and validation

The paper reports on an approach to use the triangulation technique applied to arrays of acoustic emission sensors for the location of uneven events occurring during machining. The generation of some uneven events (e.g. workpiece surface discontinuities, plucking, smearing) in machining can be associated with the release of acoustic emission energy. When more than one cutting edge is in contact with the workpiece (e.g. broaching, milling) it is difficult to associate the burst of acoustic emission signal with the tooth that generated it and therefore to locate, relatively to the workpiece surface, the position of acoustic source. The location of the acoustic source, related to the occurrence of the uneven event, is evaluated by feeding the time delays in detecting the same burst signal by three acoustic sensors placed on the workpiece, into an analytical geometry model. Using numerical methods in Matlab, the analytical solution for the location of acoustic source was found by adding to the system formed by three spherical analytical equations, with the acoustic emission sensors as their centres, the characteristics of the cutting tool path. The methodology has been calibrated using pencil break lead tests to asses the accuracy of the acoustic source location and the requirements of the data acquisition system. ‘Near-orthogonal’ cutting trials were carried out using two different arrays of acoustic emission sensors and the uneven events located relatively to the workpiece surface. It was found that the proposed methodology has potential to locate, at a reasonable accuracy, the acoustic sources that are related to the occurrence of uneven events in machining. This work represents a preliminary investigation to be used for the location of workpiece defects during machining with multiple cutting edge tools.     

双面T形焊件中单侧投影重合缺陷的自动判别方法

为了实现双面T形焊件中单侧投影重合缺陷空间位置数据的自动提取，在原有自动判别准则的基础上提出了单侧投影重合缺陷的自动判别方法. 该方法首先对焊件左转或右转射线检测图像进行逐行搜索，通过采用缺陷中心点距图像上端距离相同的方法找出单侧投影重合的缺陷，然后通过对比单侧投影重合缺陷的左右投影距离，判别重合缺陷在焊件内部的深度位置，从而将重合缺陷区分出来. 采用提出的方法对实际焊件中的单侧投影重合缺陷进行了自动判别，试验结果表明提出的方法是可行的.     

Monitoring of fibre reinforced composites with embedded optical fibre Bragg sensors, with application to filament wound pressure vessels

Tests carried out on bare optical fibres with a Bragg sensor show the feasibility of using these sensors for strain sensing. They have been embedded into simple composite laminates and have been subjected to static loading in bending tests. The measured strain from the Bragg sensor is perfectly linear with the applied force. Optical fibres with a Bragg sensor have also been embedded into filament wound pressure vessels. Tests carried out on such a pressure vessel include both static and slowly varying load schemes. The Bragg signal is nearly perfectly linear with the applied pressure. The results demonstrate the applicability of Bragg sensors for continuous monitoring of composite materials.     

电火花线切割NC代码编译与运动轨迹仿真研究

针对目前电火花线切割数控系统NC代码编译复杂并且几乎不具备扩展性和通用性的问题,提出一种简单、清晰的线切割NC代码编译方案。基于.NET开发平台,采用C#开发语言,通过正则表达式进行词法分析,使用自定义函数进行语法分析。采用该方案能对简单平面图形、锥度切割和上下异形切割进行编译。通过.NET绘图功能显示图形,利用逐点比较插补法,对直线和圆弧进行插补,实现运动轨迹仿真。     

Fatigue damage generation in ECAPed oxygen free copper

In order to understand the fatigue damage generation of ultra-fine grained copper, rotating bending fatigue tests were carried out. After the 4 and 8 pass of ECAP (equal channel angular pressing) with B_c route, grains with about 300 nm diameter were formed. The damage profile of fatigued surfaces between annealed pure copper and ECAPed one had substantial difference in morphology was observed. To clarify the formation process of surface damage, morphological change in surface caused by cyclic stresses was monitored successively by using optical microscope. It was found that the surface damages for the ECAPed copper propagated along the projected direction of shear plane in ECAP process.     

可压缩材料平面应变滑移线应力方程的实验验证

本文在文献[1]推证出的可压缩材料平面应变滑移线应力方程的基础上,给出了其适用范围,并采用平底平面应变挤压实验对其进行了实验验证。     

基于Moldflow汽车线槽注射模浇口优化设计

以汽车线槽为研究对象,针对注射成形过程中浇口在塑件上的位置,利用Moldflow软件对不同浇口位置进行流动模拟分析,预测不同浇口位置在成型塑件时可能存在的缺陷,以优化浇口位置和浇口数量。     

基于测试频率的损伤定位技术及其数值分析

推导了基于测试频率平方变化比的损伤定位方法,利用有限元方法对一管道结构以刚度折减法进行了损伤模拟和模态分析数值计算。结果表明,结构频率的平方变化比是损伤位置和损伤程度的函数。结构频率是较易测得的结构模态参数,据此作为损伤定位和损伤程度评估的依据简单可靠,具有较高的应用价值。     

用滑移线场方法评价低匹配接头的承载能力

采用滑移线场理论研究了低匹配接头的承载能力问题，通过ADINA有限元程序计算，找出了不同强度比和不同焊缝宽度下接头的边界条件和沿焊缝宽度方向切应力的分布规律，描绘了极限状态下接头的滑移线场，进而推导了低匹配接头的极限荷载公式，并通过试验加以验证。