声发射技术研究及应用进展

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1、2006年第27卷第5期中北大学学报(自然科学版)Vol.27No.52006(总第109期)JOURNALOFNORTHUNIVERSITYOFCHINA(NATURALSCIENCEEDITION)(SumNo.109)文章编号:1673-3193(2006)05-0456-06声发射技术研究及应用进展杨瑞峰,马铁华(中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室,山西太原030051)摘要:通过阐述声发射检测的基本原理,总结了声发射检测的特点.介绍了国内外声发射检测技术的发展历程和现状,并概述了声发射检测技术在压力容器、转动设备、

2、航空航天工业、复合材料等方面的应用进展,提出了我国目前声发射检测急需解决的问题和发展趋势.关键词:声发射;压力容器;复合材料中图分类号:TG116.28文献标识码:AAStudyontheApplicationsofAcousticEmissionTechniqueYANGRui-feng,MATie-hua(KeyLaboratoryofInstrumentationScience&DynamicMeasurement(NorthUniversityofChina)MinistryofEducation,Taiyuan030051

3、,China)Abstract:Basedontheprincipleofacousticemissiontesting,thefeaturesofacousticemissiontestingtechniquearesummarized.Afteranintroductiontothehistoryandpresentsituationofacousticemissiontestingtechnologyhomeandabroad,theauthorshavemadeanreviewoftheapplicationsofacous

4、tice-missiontechniqueinpressurevessel,rotatefacility,aviationandspace-flightindustry,andcompositematerials.Theauthorshavealsopointedouttheproblemstobesolvedanddevelopmenttrendofthisfield.Keywords:acousticemission;pressurevessel;compositematerial0引言声发射AE(AcousticEmissio

5、n)是指材料内部局部区域在外界(应力或温度)的影响下,伴随能量快速释放而产生的瞬态弹性波现象.声发射作为一种检测技术起步于20世纪50年代的德国,20世纪60年代,该技术在美国原子能和宇航技术中迅速兴起,并首次应用于玻璃钢固体发动机壳体检测;20世纪70年代,在日本、欧洲及我国相继得到发展,但因当时的技术和经验所限,仅获得有限的应用;20世纪80年代,开始获得较为正确的评价,引起许多发达国家的重视,在理论研究、实验研究和工业应用方面[1,2]做了大量的工作,取得了相当的进展.1声发射检测的基本原理声发射检验技术的基本原理是利用耦合在

6、材料表面上的压电陶瓷探头将材料内声发射源产生的弹性波转变为电信号,然后用电子设备将电信号进行放大和处理,使之特性化,并予以显示和记录,从而获得材料内声发射源的特性参数.通过分析检验过程中声发射仪器所得的各种参数,即可知道材料内部的[3]缺陷情况.如果用多通道声发射检测系统,还可以确定声发射源即缺陷的具体部位.收稿日期:2006-01-16作者简介:杨瑞峰(1969-),男,副教授,博士.主要从事传感器及测试技术研究.(总第109期)声发射技术研究及应用进展(杨瑞峰等)4572声发射检测的特点AE技术是根据结构内部发出的应力波来判断内

7、部损伤程度的一种新型动态无损检测方法.它可以在构件或材料的内部结构,缺陷或潜在缺陷处于运动变化的过程中进行检测.声发射检测已应用于航空、航天、石油、化工、铁路、汽车、建筑和电力等许多领域,是一种重要的无损检测技术,与常规无损检测技术相比有两个基本特点:一是对动态缺陷敏感,在缺陷萌生和扩展过程中能实时发现;二是声发射波来自缺陷本身而非外部,可以得到有关缺陷的丰富信息,检测灵敏度与分辨力高.与其它无损检测技术相比,其优点是:1)声发射是一种动态检测方法,声发射探测到的能量来自被测试物体本身,而不是像超声或射线探伤那样由无损检测仪器提供;

8、2)可获得关于缺陷的动态信息,并据此评价缺陷的实际危害程度,以及结构的完整性和预期使用寿命;3)声发射检测方法对线状缺陷较为敏感,它能探测到在外加结构应力下这些缺陷的活动情况,稳定的缺陷不产生声发射信号;4)可提供随载荷、时间和温度等

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