声发射试验指导书

1、实验名称声发射源的定位、实验目的：1、掌握SDAE胪发射检测仪的基本操作。2、了解声发射源定位的基本原理。、实验设备：SDAES1r发射检测仪钢板SR150A传感器前置放大器铅笔耦合剂10_二3卡PdfijA三、实验原理1、SDAES1r发射检测仪2、基本原理将几个压电换能器按一定的几何关系防止在固定点上，组成换能器阵，测定声源的声波传播到各个换能器的相对时差，将这些相对时差代入满足该几何关系的一组方程求解，便可以得到缺陷的位置坐标。设板状构件中（x,y）位置有一个声发射源释放弹性波，该波的速度v在平板中传播，其波前相当于一个圆。在声发射源周围任意布置1#、2#、3#三个换能器，其位置为（xc

2、y、（X2,y2）、（X3,y3）。图2-1假设弹性波先到达1#换能器，相继到达2#和3#换能器，1#和2#、3#的时间差为3、t13,分别以2#和3#换能器的位置为圆心，以t12v和t13v为半径作两个圆，然后再作第三个圆，过1#换能器，并与2#、3#圆相切，则此圆心就是声发射源的位置。2.1 一维源定位（又称线定位）原理在一维空间中，确定声发射源位置坐标的直线定位法（能确定焊缝上的缺陷位置）。两个换能器1#和2#,坐标分别为（c,0）和（c,0）,某一声源声发射信号到达换能器时的时差为t,材料中的声速为v,则声发射源到两个换能器的距离之差为：(3-1)2avt那么声源的位置满足以两个换能器

3、为焦点，以2a为顶点距离的双曲线方(3-2)若声发射源在两个换能器之间（即x轴上），此时，y0（cxc）,解方程得xa当声发射信号先到1#换能器，则xa,反之，xa。只要测出t2avt,Vta，就知道声源的位置。22.2 二维源定位（又称面定位）一般情况下，确定声源的位置是在平面区域，因此，把换能器分成组，有规则的按装在被测试的构件上，这种规则的排列称为阵列。2.2.1 方形阵列4个换能器分成两组，一组在x轴对称位置放置1#和2#,坐标分别为（c,0）和（c,0）,另一组在y轴对称位置放置3#和4#,坐标分别为（f,0）和（f,0）,则声发射源P与1#和2#换能器的距离之差2a为:(3-4)2

4、avt12其中,S为信号到1#和2#的时差。(3-5)P与3#和4#换能器的距离之差2e为:2evt34其中，t34为信号到3#和4#的时差。图2-3则两组换能器分别满足的双曲线方程为：222今2y21和乌acae2x122fe(3-6)声源在两个双曲线的焦点上，解这两个联立方程，得222cae222cae222afe222xca一2a(3-7)x和y的正负号取决于信号到达换能器的次序,对于第一组换能器，如果先到2#,则x取正，对于第二组换能器，如果先到3#,则y取正，此时，P点在第一象限。以此类推:#一#一先到1,则x取负，先到3,则y取正，此时P点在第二象限；先到1,则x取负，先到4#,则

5、y取负，此时P点在第三象限；先到2#,则x取正，先到4#,则y取负，此时P点在第四象限。2.2,2等边三角形阵列将四个换能器布置成等边三角形阵列，0#换能器在中心，并作为原点坐标,边长为2S,则(3-8)A2B信号先到0#,其他三个换能器接到信号与0#的时差为3、t2、t3,相对于0#的距离差分别为1vti、2Vt2、3Vt3。图2-4可得方程组如下：222xyr222xSyB1r222xSyB2r222xyA3r整理后，得：一2422Sx2By21r12-S224-92Sx2By22r22-S22422Ay23r:；S2(3-9)(3-10)利用矩阵解法，解得:其中,-1-28,32S3解得:4S2421-3S24q22-4s-4s2-2-4S23-4s24Sy只要测出波速V,三角形的边长-S232S(3-11)2s和三组时差，就可以确定声源的位置。四、实验步骤1、按图2-2布置传感器，用断铅模拟声发射，记录声传播到达各号传感器的时间2、按图2-3布置传感器，用断铅模拟声发射，记录声传播到达各号传感器的时间3、按图2-4布置传