声发射

摘要： 同步采集了煤样单轴压缩破坏过程的声发射全波形数据和应力数据,提取了声发射梅尔倒谱系数作为样本特征,定义煤样当前受力与其峰值载荷的比值为煤样的应力状态并将其作为样本标签,利用机器学习方法构建了煤样破坏状态的预测模型.结果表明:梅尔倒谱系数可以很好地表征煤样的破坏状态,该参量在煤样达到受力峰值80%后表现出明显突增或突降或先增加然后突降的规律,机器学习能够利用该样本特征建立煤样破坏状态预测模型进而预测煤样的危险状态,利用五折交叉验证方法评价模型的预测准确度达到88.61%,模型预测效果和稳定性良好;进一步讨论了不同重要度的梅尔倒谱系数组合作为样本特征对于模型预测效果的影响,发现样本特征中含有重要度高的特征和关键特征是模型预测准确度高的关键.这可为进一步完善煤岩动力灾害预测预警提供借鉴.

摘要： 为探究大理岩在异源动力作用下的声发射能量与裂隙发展规律,对大理岩进行了不同单轴应力比与不同扰动幅值的正交试验,结果表明:单轴高应力比下动态扰动对岩石的损伤进程起到了促进作用,辅以声发射能量数可知在岩样动态扰动破坏的瞬间伴随有巨大的能量释放,且累积声发射数能量同样呈三阶段变化趋势,而后对声发射裂隙点定位图与岩样宏观破坏结合观察,发现动态扰动时损伤从岩样中部与表面开始而后继续延伸,造成岩样最后劈裂破坏.

摘要： 孤岛工作面煤体和巷道受周边开采扰动影响,煤体受循环荷载作用存在卸荷力学行为而表现出动态破坏特性.为探讨不同路径下煤体力学特性,利用TAW-2000三轴电液伺服刚性试验机分别进行常规三轴(T)、三轴循环荷载(TC)以及相应卸围压试验(TU、TCU),分析不同围压下煤体卸围压强度、变形、声发射事件以及能量耗散演化特征,开展扰动区域煤体卸荷特性研究.结果表明:三轴循环荷载卸围压(TCU)下拟合回归强度低于常规三轴卸围压(TU)下拟合回归强度,高于三轴循环荷载(TC)下拟合回归强度;卸围压(TU、TCU)应力路径下声发射峰值滞后应力峰值,AE振铃计数在煤样破坏点突增,高于常规三轴(T、TC)数值;循环过程(TC、TCU)中应力水平达到峰值强度的70％时,Kaiser效应逐渐消失,Felicity效应出现;循环加卸载(TC)试验中,相对应力水平达到60％,煤样损伤加剧,弹性应变能占比逐渐减小;围压越大,煤样破坏时冲击能指数越小,三轴循环荷载(TC)冲击能指数<常规三轴(T)冲击能指数<三轴循环荷载卸围压(TCU)冲击能指数<常规三轴卸围压(TU)冲击能指数;围压对煤样有横向束缚作用,减弱冲击能释放速率,降低煤样破碎程度.

摘要： 针对钢丝绳断丝缺陷的在役动态监测需要,提出采用COMSOL软件对钢丝绳的声发射检测信号传播特性进行研究。首先建立钢丝绳结构模型,然后模拟不同频率、不同位置的断丝声发射信号在结构中的传播过程,获得不同位置的信号位移场及能量变化,最后根据导波理论,采用模态特征曲线结合小波变换分析不同类型声发射源的特征频率与模态成分。结果表明:声发射信号传播过程中,对于不同频率和激发方向的声发射源,其主要模态成分和特征频率的差异较大,可根据不同位置的时频分析结果,结合理论频散曲线判别声发射源信号的主要模态特征,并确定结构中声发射源的不同振动方向与中心频率。该研究结果可为钢丝绳损伤声发射检测提供理论参考依据。

摘要： 为了研究不同滤失面下滤失对岩石定向水力压裂的影响规律,选用300 mm×300 mm×300 mm中间钻孔并且定向预制裂缝的砂岩试件,采用在试件表面涂抹防水剂的方法控制滤失,制作出滤失面依次减小的4组砂岩试件:未涂防水剂试件A、裂缝面涂防水剂试件B、孔壁涂防水剂试件C、全涂防水剂砂岩试件D,进行真三轴定向水力压裂并开展声发射实时监测,分析研究不同滤失面下砂岩试件声发射能量率、累积能量以及压裂后裂缝扩展延伸规律。结果表明:随着滤失面增大即滤失越大,砂岩试件声发射的能量率峰值呈现逐渐下降的趋势,而试件完成压裂破坏过程所需的累积能量逐渐升高;在压裂裂缝扩展延伸过程中,随着滤失面增大即滤失越大,压裂裂缝向最大主应力σ_(H)方向偏转越快,当压裂裂缝偏转到同一偏转角α时,压裂裂缝扩展延伸长度L会逐渐减小。

摘要： 水是影响煤体稳定的主要因素。为了全面分析水对钻孔周围煤岩体蠕变声发射特性的影响,通过室内制取含水率0、4%、8%以及饱和含水4种含水状态的单孔试样,开展不同含水率下的分级加载蠕变声发射试验,得到不同含水率下钻孔周围煤岩蠕变声发射规律。试验结果表明:(1)含水率的改变影响钻孔孔周煤岩体的蠕变力学性质,蠕变瞬时应变与稳态应变随含水率的增加呈指数上升,其中饱和含水试样应变增幅更加明显,其瞬时应变及稳态应变最大增幅达到44.5%和28.6%。(2)含水率影响蠕变过程中累计振铃计数及轴向应变的大小,轴向应变随着含水率的增加而增加,累计振铃计数随着轴向应变的增加呈线性上升,且含水率越大,累计振铃计数增加幅度越大,不同应力水平下,含水率4%、8%及饱和含水试样的累计振铃计数增减幅度基本维持在43%、53%和74%。(3)声发射振铃率在每一级蠕变阶段都会有增长—减小—稳定的趋势,随着含水率增加声发射活跃程度明显降低,并且蠕变曲线相对于声发射数据在时间上会出现一个滞后效应。研究为瓦斯抽采、钻孔护孔及声发射检测方面提供了指导。

摘要： 为了研究原生煤体受载破坏过程的声电信号特征规律,采用实验研究与理论分析相结合的方法,对原生煤体进行了单轴单向加载和单轴循环加载实验研究,分析原生煤体在不同加载条件下的声电信号特征规律。研究结果表明,原生煤体在不同加载条件下声电信号随载荷的增加呈现线性增大,在破坏阶段时达到最大值。且原生煤体的破坏状与标准煤样不同,原生煤体呈现环状破裂。

摘要： 为了研究水工金属结构及混凝土结构中声发射信号衰减特性,采用铅芯折断作为声发射模拟源,绘制了某压力钢管和某大坝混凝土结构中声波幅值-距离的衰减曲线。结果表明,水工金属结构和水工混凝土结构中声发射信号幅值衰减整体都满足对数衰减模型;水工金属结构中衰减曲线具有明显的远场区和近场区分界线;水工混凝土结构中声发射信号幅值衰减更快,但没有明显的远场区和近场区分界线。幅值衰减特性可以为后续水工金属结构和混凝土结构声发射检测提供数据基础和参考指导。

摘要： 纹层状岩心水平层理呈现密度大,胶结强度小的特点,在水力压裂过程中,弱胶结层理容易“捕获”压裂裂缝,使其沿层理面扩展,从而增大裂缝带宽,但会限制裂缝在缝高方向上扩展。裂缝相对简单时,压力曲线呈现出较为平稳的形态。在裂缝相对复杂时,压力曲线表现出较为明显的波动,水平应力差越小,声发射事件数增加,剪切裂缝占比增加,裂缝相对更复杂。

摘要： 碳纤维复合材料气瓶在循环充放气等复杂服役工况下易发生疲劳开裂、泄漏等损伤,需要及时监测和预警。通过声发射方法在线监测循环载荷作用后的复合材料气瓶升压-保压过程,分析声发射信号特征参量,探究气瓶损伤声发射检测定位与气瓶损伤位置关系,并对出现泄漏失效的气瓶进行渗透检测、目视检查和相控阵超声检测。试验及分析结果表明,声发射监测能够准确识别复合材料气瓶疲劳开裂、泄漏等损伤,撞击数、计数、能量、定位信息等声发射监测数据能够作为气瓶损伤发生时间和位置的判据,渗透检测、目视检查和相控阵超声检测方法进一步验证了声发射监测判据的准确性。

摘要： 介绍声发射技术在隧道开挖中的监测结果,根据声发射信号波形、频谱成分特征判定开挖掌子面位置,采用三维定位方法测定围岩松弛深度,得到TBM掘进过程中不同阶段的信号差别,用以表征TBM掘进位置信息.

摘要： 总结声发射技术原理和特点、结构健康监测的通用方法,介绍声发射技术在桥梁领域的国内外应用,包括桥梁结构健康监测案例.提出未来工业2025战略中,在物联网、大数据、人工智能大环境下,声发射技术在智能SHM、PHM,以及未来桥梁智能监测、智慧维护方面的应用展望.

摘要： 玻璃钢材料因强度高、耐腐蚀等优点而被广泛运用到石油化工等行业.对玻璃钢压力容器的安全状况评估缺乏有效的安全检测手段,而声发射无损检测技术对材料内部缺陷损伤、强度检测等方面具有很大的优势.本文针对玻璃钢压力容器中常见三种不缺陷进行拉伸实验与声发射行为监测、分析,总结不同缺陷试块的损伤过程及不同参数的变化,可对玻璃纤维复合材料服役寿命的监测提供依据.

摘要： 行星齿轮箱作为风电机组传动系统中易发故障的部件之一,其故障检测和诊断具有重要意义.本文针对行星齿轮箱的振动信号幅值和频率调制明显、边频带复杂、频谱分析困难、故障特征频率提取难度较大的特点,提出一种基于改进的EEMD和声发射技术的行星齿轮箱故障诊断方法,结合EEMD高频到低频的分解特点和模糊熵对IMF分量的筛选对声发射信号进行分析.实验表明,所提出的方法能够有效提取故障特征频率,且能有效滤除噪声对特征频率的干扰.

摘要： 基于声发射技术在前缘锥体组件质量检测领域上的应用实践,重点对声发射检测时加载程序的参数设置、传感器的布置和数据处理与评定的具体方法进行了研究,并结合具体案例对检测数据的分析方法进行了详细阐述.通过研究得出加载程序参数设置应结合组件的真实约束和限制载荷进行确定,传感器的布置应考虑高应力及复杂装配部位和过渡或开口区等关键部位,数据处理与评定需排除干扰因素并结合其他无损检测手段的结论.

摘要： 本文通过对三种双层壁深冷常压立式储罐结构的研究,利用其自身的某些外露结构件或专门设计的辅助构件作为声发射在线检测的波导杆,通过在相邻波导杆上发射的模拟信号进行声波传导效果的验证,并应用到该类储罐的声发射在线检测.结果表明,所采用的波导方法可以满足该类储罐声发射在线检测的需要.由此,长期以来困惑该类储罐声发射在线检测的技术难题得以解决.

摘要： 随着空间碎片数量的增加,航天器受空间碎片撞击的风险不断增加,航天器在轨泄漏定位问题成为一个亟待解决的问题.本文研究了一种声发射传感器阵列的在轨泄漏定位方法,利用波束形成原理计算泄漏声信号入射到传感器阵列的角度,从而确定泄漏所在的方向,并根据三角定位方法确定漏孔的具体位置.最后,文章给出了阵列与泄漏源之间的距离对基于波束形成算法的声源定位技术定位精度的影响.

摘要： 对现行的油罐底板腐蚀检测方法进行原理介绍、优缺点分析,介绍了包括超声波测厚、声发射检测技术、漏磁检测技术、涡流检测技术和弱磁检测技术的基本原理,对以上几种技术进行评价分析.针对几种油罐底板的检测方法的缺陷和不足,提出对未来的新的检测方法的要求和对新技术新观念的展望.

摘要： 为研究加载速率对试件强度、变形以及破坏形式的影响,利用刚性试验机对类煤岩试件进行了不同加载速率的单轴压缩试验.借助于颗粒离散元程序PFC建立了煤岩平行黏结颗粒模型,并对不同加载速率下试件内部损伤破裂的声发射信息进行了实时记录;基于数值模型的声发射信息建立了煤岩损伤演化方程.结果表明:随着加载速率的增大,试件单轴抗压强度增大,并且试件破坏形态从多宏观断裂面的X形、V形、Y形向单一宏观断裂面转变,整体破碎程度降低;随着加载速率的增大,试件变形破裂过程中,应力峰值附近的声发射率明显升高,表现出声发射活动更为剧烈;试件损伤演化过程基本上分为初始损伤阶段、损伤稳定发展阶段和损伤迅速发展阶段,加载速率对损伤演化的影响主要集中于损伤稳定发展阶段,即加载速率越大,试件越早进入损伤稳定发展阶段.

摘要： 为有效预测与防治煤矿冲击地压灾害的发生,将声发射技术与神经网络结合,把声发射活动的特征参数作为基础数据,针对BP神经网络收敛速度慢且易陷入局部极值等问题,改进BP神经预测网络.采用粒子群优化算法对BP神经网络进行优化,利用粒子群算法训练BP神经网络的权值和阈值.结果表明:在训练误差均要求达到0.001的情况下,与未经优化的传统BP神经网络相比,粒子群优化过的BP神经网络的收敛速度要较其加快了4～5倍,证明该预测方法具有收敛速度快,预测精度高等特点,在煤矿冲击地压预测的应用中具有可行性与有效性,为煤矿灾害的预测提供了理论支持.

摘要： 本发明公开一种声发射传感器，该传感器包含：双包层光纤、分别光路连接在双包层光纤两端的单模输入光纤和单模输出光纤；双包层光纤外包覆有对声发射振动敏感的硅橡胶涂层，外界声发射振动使硅橡胶涂层发生形变，对双包层光纤的包层模引入动态相位变化，通过谐振滤波特性的探测，进行声发射参量的传感。本发明是一种全光纤结构，将双包层光纤和单模光纤可以直接利用常规的熔接设备进行熔接，具有结构紧凑、制造方法简单，使用方便的优点。

摘要： 本发明涉及一种利用声发射信号能量对声发射源进行定位的方法，属于力学传感器定位技术领域。其具体操作步骤为：①在被检测物上布置多个声发射传感器；②声发射传感器实时采集声发射信号能量；③利用声发射信号能量确定声发射源的位置坐标。本发明方法利用到弹性波衰减与传播距离的关系，直接对声发射源位置进行定位，整个计算过程中不需要测量波速，因而避免了弹性波波速测量的偏差对声发射源定位造成的影响。

摘要： 本发明公开了一种将声发射传感器内置于真三轴腔室的声发射试验装置，对真三轴电液伺服诱变试验系统中三个方向的岩石试样夹具分别加工T字形空腔，使声发射传感器内置于其中，位于端部的橡胶塞对声发射信号线进行固定，引出后的信号线接入带有端子的BNC转接头，BNC接口直接与放大器相连，以形成完整的声发射监测系统。声发射传感器尾部通过磁铁片与推杆固定，推杆、弹簧垫片、硬质弹簧与微型螺钉共同构成一传力机构，通过该机构能实现声发射传感器与岩石试样始终保持紧密接触。本发明结构简便，可操作性强，声发射传感器可重复使用，显著降低了外置声发射传感器时所产生的诸多干扰信号，实现了声发射采集信号的真实性与可靠性。

摘要： 本发明提供了一种声发射检测预处理辅助装置和声发射检测预处理方法。声发射检测预处理辅助装置，包括：箱体，箱体具有容纳腔，箱体具有与容纳腔连通的第一开口和第二开口，第一开口所在的平面与第二开口所在的平面垂直；驱动结构，驱动结构设置在箱体内与箱体的顶面连接，第一开口与顶面相对设置；切割结构，切割结构与驱动结构可拆卸地连接，且驱动结构的至少一部分经第一开口伸出与待处理结构接触，驱动结构驱动切割结构运动以切割待处理结构；打磨装置，打磨装置可拆卸的连接在驱动结构上，打磨装置的至少一部分位于第一开口处，驱动结构驱动打磨装置运动以对待处理结构进行打磨。本发明解决了现有技术中存在预处理时间长的问题。

摘要： 本发明提供一种基于声发射全波段采集参数的声发射事件分类方法，包括采集获得若干个声发射波，计算各个声发射波平均频率和反梯度，再计算声发射全波段类型参数，根据计算结果直接对声发射事件类型进行划分。采用本发明的技术方案，通过设立简单的声发射全波段类型参数，根据声发射全波段类型参数量化数值的大小对相应的声发射事件类型进行划分，简化了声发射事件类型划分方法，便于进行计算和分析，为正确分析和预测固体材料的受损程度和受破坏趋势奠定了基础，本发明提供的声发射事件类型判断方法，操作简单，所需投入使用的硬件设备较少，大大提高了测试效率，降低了测试成本。

摘要： 本发明声发射监测装置涉及一种用于监测围岩破裂动态情况的监测装置。其目的是为了提供一种结构简单、对围岩破裂情况进行有效监测的声发射监测装置。本发明声发射监测装置包括声发射装置外管、全部套设于声发射装置外管内的一端的用于安装声发射传感器的安装座、填充在声发射装置外管中间位置处的固化固定溶剂以及部分套设于声发射装置外管内的另一端的活塞探头，固化固定溶剂与安装座相互隔离开来，安装座、活塞探头均固定安装于声发射装置外管内，声发射装置外管上、活塞探头上分别套装有硅胶后挡板、硅胶前挡板，还包括用于封堵声发射传感器的封堵帽，封堵帽的一端封堵于声发射装置外管的端部并固定在安装座上。

摘要： 本发明提供一种基于声发射上升波段采集参数的声发射类型判断方法，包括采集获得若干个声发射波，计算各个声发射波上升阶段频率和反梯度，再计算声发射类型参数，将该参数与声发射类型特征阈值进行比较，根据比较结果直接对声发射类型进行划分。采用本发明的技术方案，通过设立简单的声发射类型参数，根据声发射类型参数量化数值的大小对相应的声发射类型进行划分，简化了声发射类型划分方法，便于进行计算和分析，为正确分析和预测固定材料的受损程度和受破坏趋势奠定了基础，本发明具有操作简单，所需投入使用的硬件设备较少的特点，大大提高了测试效率，降低了测试成本。

摘要： 本实用新型提供了一种石子沙土声发射渗透仪的沙盒及石子沙土声发射渗透仪系统，沙盒包括设有前缺口的多个盒体、透水石、设置在盒体顶面上的滑槽、滑动设置在滑槽中的滑块和固定槽，滑块设有贯穿滑块上下表面的连接管；多个盒体的总长与固定槽的内侧长度相同；透水石可拆卸安装在盒体的前缺口上，组合后的总宽与固定槽的内侧宽度相同，设置的沙盒可以收集规则或不规则的小石子或沙土或石子沙土或不溶于水的泥沙，解决了不同实验时间段带出的含沙水单独过滤出沙土的难题，以及有效避免出水口压力过大损坏塑料袋的问题。通过拨动滑块的位置，可以将不同时间段的沙土收集到不同的盒体中，从而避免了现有收集时，更换塑料袋的问题。

摘要： 本实用新型实施方式公开了一种超声发射模块和超声发射组件。超声发射模块，包括：面板；抛物线旋转体；连接柱，连接所述面板和所述抛物线旋转体；超声发射器，布置在所述面板的表面上，其中所述表面朝向所述抛物线旋转体的抛物面；其中所述面板的中心、所述超声发射器的中心与所述抛物面的顶点在一条轴线上。本实用新型实施方式利用抛物面结构实现超声反射，可以将超声信号反射至远处，从而扩大信号覆盖范围。

摘要： 本实用新型实施方式公开了一种超声发射模块和超声发射组件。超声发射模块包括：第一抛物面板；第二抛物面板；连接柱，连接所述第一抛物面板和所述第二抛物面板；超声发射器，装设在所述第一抛物面板上且朝向所述第二抛物面板；其中所述超声发射器的布置位置与所述第二抛物面板的焦点重合；所述第一抛物面板的中心、所述超声发射器的中心与所述第二抛物面板的中心在一条轴线上。本实用新型实施方式利用抛物面结构实现超声波反射，可以将超声信号反射至远处，从而扩大信号覆盖范围。