声发射检测技术及应用ppt课件

1、声发射检测技术及运用声发射检测技术及运用报告内容报告内容v无损检测简介无损检测简介v声发射检测的原理和特点声发射检测的原理和特点v声发射检测的定位方法声发射检测的定位方法v声发射检测的运用声发射检测的运用v 第一部分第一部分 无损检测无损检测 一、 什么是无损检测 无损检测是在不破坏或损伤原资料和工件受检对象的前提下，测定和评价物质内部或外表的物理和力学性能，并包括各类缺陷和其他技术参数的综合性运用技术 。 二、无损检测的运用方式二、无损检测的运用方式一在消费过程质量控制中的无损捡测，即一在消费过程质量控制中的无损捡测，即运用于产品的质量管理。运用于产品的质量管理。 二用于废品的质量控制，即用

2、于出厂前的二用于废品的质量控制，即用于出厂前的废品检验和用户的验收检验。废品检验和用户的验收检验。三在产品运用过程中的监测，即维护检验。三在产品运用过程中的监测，即维护检验。 三、无损检测方法的种类三、无损检测方法的种类 人们按照不同的原理，和不同的探测及信息处置方式，曾经运用和正在研讨的各种无损检测方法，总共达70多种。目前在工业消费检测中，运用最广泛的无损检测方法主要是液体浸透法，磁粉检测法，射线检测法，超声波检测法和涡流检测法。 第二部分第二部分 声发射检测原理声发射检测原理 声发射技术在资料和构造的无损检测中占有很重要的地值，是在60年代开展起来的一种资料和构件评价的新方法，现已成为一

3、种不可短少的检测手段。资料或构造件受外力或内力作用产生变形或断裂，以弹性波方式释放出应变能的景象称为声发射。 利用仪器检测、分析声发射信号并利用声发射信息推断声发射源的技术称为声发射技术。 声发射检测必需有外部条件的作用，使资料内部构造发生变化，即构造、焊接接头或资料的内部构造、缺陷处于运动变化的过程中，才干实施检测。 一、声发射的来源与产生一、声发射的来源与产生v位错运动和塑性变形v 实践金属晶体存在着各种各样的缺陷 ，当晶体内沿某一条线上的原子陈列与完好晶格不同时就会构成缺陷。高速运动的位错产生高频率、低幅值的声发射信号，而低速运动的位错那么产生低频率、高幅值的声发射信号。据估计，大约10

4、0个到1000个位错同时运动可产生仪器能检测到的延续信号；几百个到几千个位错同时运动时可产生突发型信号。v裂纹的构成和扩展v 塑性资料裂纹的构成与扩展同资料的塑性变形有关，一旦裂纹构成，资料部分区域的应力集中得到卸载，产生声发射。资料的断裂过程大体上可分为三个阶段：裂纹构成；裂纹扩展；最终断裂。这三个阶段都可以产生剧烈的声发射。v 脆性资料不产生明显的塑性变形，因此普通以为，位错塞积是脆性资料构成微裂纹的根本机理。v 脆性资料由于不产生明显的塑性变形，其声发射频度低，每次的发射强度大；塑性资料与之构成对照，声发射频度高，每次发射强度小。 脆性资料和塑性资料的声发射信号比较脆性资料和塑性资料的声

5、发射信号比较二、声发射信号的特征参数二、声发射信号的特征参数v声发射事件v 右图是一个突发型信号的波形，v经过包络检波后，波形超越顶置的v阈值电压构成一个矩形脉冲。一个v突发型信号构成一个矩形脉冲叫做v一个事件，这些事件脉冲数就是事v件计数。单位时间的事件计数称为v事件计数率，其计数的累积那么称为v事件总数。 右图是一个声发射信号的振铃波形，设置某一阈值电压，振铃波形超越这个阈值电压的部分构成矩形窄脉冲，计算这些振铃脉冲数就是振铃计数单位时间的振铃计数率那么称为声发射率，累加起来称为振铃总数。取一个事件的振铃计数称为事件振铃计数或振铃/事件。 仪器输出的声发射信号是一个随机信号，如以下图所示t

6、pVVInfn00 一个事件的振铃计数为：式中， 任务频率， 衰减系数 ， 峰值电压， 阈值电压0fpVtVv振幅及振幅分布v 振幅分布又称幅度分布，振幅是指声发射波形的峰值振幅。振幅及振幅分布被以为是可以更多地反映声发射源信息的一种处置方法。它既可以是事件计数对振幅的分布，也可以是振铃计数对振幅的分布。v v能量v 声发射能量反映了声发射源以弹性波方式释放的能量。能量分析是针对仪器输出的信号进展的。瞬态信号的能量定义为v 式中， 随时间变化的电压， 电压丈量电路的输入阻抗。 dttVRE021 V tR第三部分第三部分 声发射检测定位方法声发射检测定位方法 v直线定位法直线定位法v 直线定位

7、法是在一维空间中确定声发直线定位法是在一维空间中确定声发射源位置坐标，大多用于焊缝缺陷定位。在射源位置坐标，大多用于焊缝缺陷定位。在一维空间内放置两个换能器，它们所确定的一维空间内放置两个换能器，它们所确定的声源位置必需在两个换能器连线或圆弧线上。声源位置必需在两个换能器连线或圆弧线上。取坐标原点为两个换能器之间连线的中点，取坐标原点为两个换能器之间连线的中点，见以下图。见以下图。声源的位置坐标可由下式 求出，2, 1112信号先到换能器，信号先到换能器tSigntSignvttSignx式中， 相对时差， 声速。tvv平面三角形定位法平面三角形定位法v 将将4个换能器分别置于个换能器分别置于

8、(0，0)，v (1，B)，(1，B)与品与品(0,A)，v 其中后三点构成一个正三角形，其中后三点构成一个正三角形，v (0，0)为三角形的内心，并取其为三角形的内心，并取其v为直角坐标系的原点，见右图。在为直角坐标系的原点，见右图。在vP(x，y)点有一声源，在求出到达，点有一声源，在求出到达，v和相对于的时差后，可以计算出声和相对于的时差后，可以计算出声v源源P(x，y)的位置。的位置。v归一化正方阵定位法归一化正方阵定位法 v 归一化正方阵定位是一种将声源位置归一化正方阵定位是一种将声源位置坐标按换能器位置坐标归一化的定位方法。坐标按换能器位置坐标归一化的定位方法。将四个换能器置于直角

9、坐标系中的位置将四个换能器置于直角坐标系中的位置(1，1)，(1，-1)，(-l，-1)，(-1，1)。由声源。由声源P(x,y)的声波到达换能器的声波到达换能器1的传播时间到换能器的传播时间到换能器2、3和和4的时差来定位。的时差来定位。 第四部分第四部分 声发射检测的运用声发射检测的运用 v声发射在资料研讨中的运用声发射在资料研讨中的运用 v 1金属资料金属资料v 采用声发射监测与三点弯曲实验相结合采用声发射监测与三点弯曲实验相结合 ，计，计算其开裂应力和变形量，评价外表浸透层算其开裂应力和变形量，评价外表浸透层(渗氮、渗渗氮、渗碳等碳等)的脆性的脆性 。v 2非金属资料非金属资料v 陶瓷

10、资料采用复合方法如延续纤维强化可使陶瓷资料采用复合方法如延续纤维强化可使资料的性能显著提高。对于资料的性能显著提高。对于SiC纤维强化玻璃复合纤维强化玻璃复合资料可采用多通道声发射波形逆问题解析法，根资料可采用多通道声发射波形逆问题解析法，根据声波到达的时间差标定破坏源的位置，根据发射据声波到达的时间差标定破坏源的位置，根据发射方式识别破坏方式，用逆卷积积分评价破坏源的大方式识别破坏方式，用逆卷积积分评价破坏源的大小。小。 v声发射在焊接中运用声发射在焊接中运用 v 1焊接质量监测焊接质量监测v 根本原理：在焊缝冷却过程中，根本原理：在焊缝冷却过程中，v 焊缝及其热影响区的收缩与相变所焊缝及其

11、热影响区的收缩与相变所v 呵斥应力不均匀分布而产生裂纹。呵斥应力不均匀分布而产生裂纹。v 可用于氩弧焊、电阻焊、自动可用于氩弧焊、电阻焊、自动v 焊和电子束焊等。还可用于电阻点焊和电子束焊等。还可用于电阻点v 焊的质量监控中焊的质量监控中 。右图为。右图为Y形裂纹形裂纹v 试样的声发射总计数与焊后延迟时试样的声发射总计数与焊后延迟时v 间之间的关系间之间的关系v 2压力容器在役检测 在容器受载过程中进展动态整体监测，特别适宜无法进展内部检验和焊缝中存在大量超标缺陷的压力容器的检验和评定。在压力容器的运用主要有以下几个方面： (1)出厂水压实验时的声发射监测。 (2)容器定期检修时水压实验声发射监测 。 (3)运转中压力容器的声发射监测 。 (4)容器爆破实验时的声发射监测。v声发射在飞机构造件监测中的运用声发射在飞机构造件监测中的运用 v 据资料引见，据资料引见，KC运输机主要翼下的翼片运输机主要翼下的翼片是用是用7178T6合金制造，资料本身具有脆性，有时合金制造，资料本身具有脆性，有时在飞行中在飞行中v 产生产生18cm长的龟裂可导致完全破坏。曾采用中长的龟裂可导致完全破坏。曾采用中心频率为心频率为 25