基于聲發(fā)射的材料損傷檢測技術

第1章緒論1
1.1聲發(fā)射現(xiàn)象與聲發(fā)射檢測技術1
1.2聲發(fā)射技術的發(fā)展歷程1
1.2.1國外發(fā)展概況1
1.2.2國內(nèi)發(fā)展概況2
1.3聲發(fā)射檢測的特點3
1.4聲發(fā)射檢測技術的應用領域4
1.5聲發(fā)射技術在材料損傷檢測領域的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢5
第2章聲發(fā)射檢測技術的原理7
2.1聲發(fā)射的物理基礎7
2.1.1聲發(fā)射的產(chǎn)生機理7
2.1.2聲發(fā)射源8
2.1.3聲發(fā)射波的傳播9
2.1.4Kaiser效應和Felicity效應12
2.2聲發(fā)射檢測的原理12
2.3聲發(fā)射源的定位方法13
2.3.1直線定位法14
2.3.2任意三角形定位法14
2.3.3球面三角形定位法16
第3章材料損傷過程聲發(fā)射信號處理與分析19
3.1傳統(tǒng)聲發(fā)射信號處理方法19
3.1.1表征參數(shù)分析法19
3.1.2波形分析法20
3.2基于小波分析的聲發(fā)射信號降噪技術21
3.2.1小波分析技術簡介21
3.2.2小波分析理論基礎22
3.2.3基于小波分析的聲發(fā)射信號剔噪方法26
3.2.4小波剔噪效果分析29
3.3基于關聯(lián)圖分析法的聲發(fā)射信號降噪技術30
3.4材料損傷聲發(fā)射信號的模式識別32
3.4.1模式識別的概念32
3.4.2模式識別方法分類33
3.4.3模式識別技術在聲發(fā)射信號處理中的應用概況34
3.5材料損傷聲發(fā)射信號處理中的神經(jīng)網(wǎng)絡技術34
3.5.1神經(jīng)網(wǎng)絡技術及BP網(wǎng)絡簡介34
3.5.2BP網(wǎng)絡算法原理35
3.5.3BP算法改進38
第4章金屬材料裂紋損傷的聲發(fā)射檢測41
4.1金屬材料裂紋損傷的聲發(fā)射檢測模擬試驗41
4.1.1試驗方案41
4.1.2試驗儀器與設備42
4.1.3試樣材料42
4.1.4試樣制備43
4.1.5參數(shù)設置43
4.1.6消噪措施45
4.1.7試驗過程45
4.1.8試驗結果46
4.2金屬材料裂紋損傷的聲發(fā)射特性46
4.2.1裂紋損傷過程的信號撞擊數(shù)/振鈴計數(shù)變化規(guī)律49
4.2.2金屬材料裂紋損傷的演化過程50
4.2.3聲發(fā)射振鈴計數(shù)與載荷的關系51
4.2.4聲發(fā)射技術在金屬材料斷裂韌性測試中的應用51
4.3基于聲發(fā)射表征參數(shù)的金屬材料裂紋損傷模式識別54
4.3.1裂紋損傷模式識別系統(tǒng)設計54
4.3.2裂紋損傷聲發(fā)射信號的近鄰識別法58
4.3.3模式識別測試59
4.3.4關于近鄰識別中模式距離計算方法的改進59
第5章金屬材料腐蝕損傷的聲發(fā)射檢測61
5.1金屬材料腐蝕損傷的聲發(fā)射的相關機理61
5.1.1鋁合金5A03在濃硝酸中發(fā)生腐蝕損傷的機理61
5.1.2金屬材料腐蝕損傷聲發(fā)射的機理61
5.2金屬材料腐蝕損傷的聲發(fā)射檢測試驗62
5.2.1試驗方案62
5.2.2試樣制備63
5.2.3腐蝕介質(zhì)64
5.2.4參數(shù)設置64
5.2.5試驗過程及現(xiàn)象65
5.3金屬材料腐蝕損傷的聲發(fā)射特性分析66
5.3.1腐蝕聲發(fā)射信號表征參數(shù)分析66
5.3.2腐蝕聲發(fā)射信號頻譜分析70
5.4基于聲發(fā)射的金屬材料腐蝕損傷神經(jīng)網(wǎng)絡識別72
5.4.1腐蝕損傷級別的劃分72
5.4.2BP神經(jīng)網(wǎng)絡模型的構建74
5.4.3基于神經(jīng)網(wǎng)絡的腐蝕聲發(fā)射信號模式識別74
第6章纖維增強型復合材料拉伸損傷的聲發(fā)射檢測76
6.1復合材料及其損傷檢測方法簡介76
6.2復合材料聲發(fā)射源的時差定位78
6.2.1時差定位法在復合材料檢測中的局限性78
6.2.2復合材料平板不同方向上的聲速測量與擬合78
6.2.3單向纖維增強復合材料平板聲發(fā)射源時差定位方法80
6.3碳/環(huán)氧復合材料拉伸損傷的聲發(fā)射檢測試驗81
6.3.1試驗設備81
6.3.2試樣制備82
6.4組分材料及［90］、［45］單向板拉伸損傷過程及聲發(fā)射特性83
6.4.1環(huán)氧樹脂基體試樣拉伸損傷過程及聲發(fā)射特性83
6.4.2碳纖維束試樣拉伸損傷過程及聲發(fā)射特性86
6.4.3浸膠碳纖維束拉伸損傷過程及聲發(fā)射特性89
6.4.4［90］單向板拉伸損傷過程及聲發(fā)射特性92
6.4.5［45］單向板拉伸損傷過程及聲發(fā)射特性96
6.5碳/環(huán)氧復合材料［0］單向板拉伸損傷過程分析98
6.5.1［0］單向板拉伸損傷過程及聲發(fā)射特性99
6.5.2［0］單向板拉伸損傷過程的電阻變化特性106
6.6碳/環(huán)氧復合材料拉伸損傷模式識別107
6.6.1基于波形分析的模式識別方法108
6.6.2碳/環(huán)氧復合材料拉伸損傷聲發(fā)射信號模式識別方案110
6.6.3聚類分析算法111
6.6.4碳/環(huán)氧復合材料單向板拉伸過程聲發(fā)射信號模式識別實現(xiàn)113
6.7碳/環(huán)氧復合材料在不同拉伸條件下的損傷行為及評估117
6.7.1碳/環(huán)氧復合材料在不同加載速度下的拉伸損傷過程117
6.7.2碳/環(huán)氧復合材料的恒載聲發(fā)射效應研究120
6.7.3碳/環(huán)氧復合材料的Felicity效應研究123
6.7.4基于聲發(fā)射的復合材料加卸載效應研究128
6.8碳/環(huán)氧復合材料拉伸損傷臨界失效載荷
及損傷模型的探討133
6.8.1復合材料臨界失效載荷134
6.8.2復合材料拉伸損傷模型研究139
6.8.3基于可靠性分析的復合材料使用壽命探討143
附錄147