基于聲發(fā)射的材料損傷檢測(cè)技術(shù)

第1章緒論1
1.1聲發(fā)射現(xiàn)象與聲發(fā)射檢測(cè)技術(shù)1
1.2聲發(fā)射技術(shù)的發(fā)展歷程1
1.2.1國(guó)外發(fā)展概況1
1.2.2國(guó)內(nèi)發(fā)展概況2
1.3聲發(fā)射檢測(cè)的特點(diǎn)3
1.4聲發(fā)射檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域4
1.5聲發(fā)射技術(shù)在材料損傷檢測(cè)領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)5
第2章聲發(fā)射檢測(cè)技術(shù)的原理7
2.1聲發(fā)射的物理基礎(chǔ)7
2.1.1聲發(fā)射的產(chǎn)生機(jī)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(yīng)和Felicity效應(yīng)12
2.2聲發(fā)射檢測(cè)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(hào)處理與分析19
3.1傳統(tǒng)聲發(fā)射信號(hào)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(hào)降噪技術(shù)21
3.2.1小波分析技術(shù)簡(jiǎn)介21
3.2.2小波分析理論基礎(chǔ)22
3.2.3基于小波分析的聲發(fā)射信號(hào)剔噪方法26
3.2.4小波剔噪效果分析29
3.3基于關(guān)聯(lián)圖分析法的聲發(fā)射信號(hào)降噪技術(shù)30
3.4材料損傷聲發(fā)射信號(hào)的模式識(shí)別32
3.4.1模式識(shí)別的概念32
3.4.2模式識(shí)別方法分類33
3.4.3模式識(shí)別技術(shù)在聲發(fā)射信號(hào)處理中的應(yīng)用概況34
3.5材料損傷聲發(fā)射信號(hào)處理中的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)34
3.5.1神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及BP網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)介34
3.5.2BP網(wǎng)絡(luò)算法原理35
3.5.3BP算法改進(jìn)38
第4章金屬材料裂紋損傷的聲發(fā)射檢測(cè)41
4.1金屬材料裂紋損傷的聲發(fā)射檢測(cè)模擬試驗(yàn)41
4.1.1試驗(yàn)方案41
4.1.2試驗(yàn)儀器與設(shè)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(shè)置43
4.1.6消噪措施45
4.1.7試驗(yàn)過程45
4.1.8試驗(yàn)結(jié)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(hào)撞擊數(shù)/振鈴計(jì)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(jì)數(shù)與載荷的關(guān)系51
4.2.4聲發(fā)射技術(shù)在金屬材料斷裂韌性測(cè)試中的應(yīng)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(shí)別54
4.3.1裂紋損傷模式識(shí)別系統(tǒng)設(shè)計(jì)54
4.3.2裂紋損傷聲發(fā)射信號(hào)的近鄰識(shí)別法58
4.3.3模式識(shí)別測(cè)試59
4.3.4關(guān)于近鄰識(shí)別中模式距離計(jì)算方法的改進(jìn)59
第5章金屬材料腐蝕損傷的聲發(fā)射檢測(cè)61
5.1金屬材料腐蝕損傷的聲發(fā)射的相關(guān)機(jī)理61
5.1.1鋁合金5A03在濃硝酸中發(fā)生腐蝕損傷的機(jī)理61
5.1.2金屬材料腐蝕損傷聲發(fā)射的機(jī)理61
5.2金屬材料腐蝕損傷的聲發(fā)射檢測(cè)試驗(yàn)62
5.2.1試驗(yàn)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(shè)置64
5.2.5試驗(yàn)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(hào)表征參數(shù)分析66
5.3.2腐蝕聲發(fā)射信號(hào)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(luò)識(shí)別72
5.4.1腐蝕損傷級(jí)別的劃分72
5.4.2BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的構(gòu)建74
5.4.3基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的腐蝕聲發(fā)射信號(hào)模式識(shí)別74
第6章纖維增強(qiáng)型復(fù)合材料拉伸損傷的聲發(fā)射檢測(cè)76
6.1復(fù)合材料及其損傷檢測(cè)方法簡(jiǎn)介76
6.2復(fù)合材料聲發(fā)射源的時(shí)差定位78
6.2.1時(shí)差定位法在復(fù)合材料檢測(cè)中的局限性78
6.2.2復(fù)合材料平板不同方向上的聲速測(cè)量與擬合78
6.2.3單向纖維增強(qiáng)復(fù)合材料平板聲發(fā)射源時(shí)差定位方法80
6.3碳/環(huán)氧復(fù)合材料拉伸損傷的聲發(fā)射檢測(cè)試驗(yàn)81
6.3.1試驗(yàn)設(shè)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(fù)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(fù)合材料拉伸損傷模式識(shí)別107
6.6.1基于波形分析的模式識(shí)別方法108
6.6.2碳/環(huán)氧復(fù)合材料拉伸損傷聲發(fā)射信號(hào)模式識(shí)別方案110
6.6.3聚類分析算法111
6.6.4碳/環(huán)氧復(fù)合材料單向板拉伸過程聲發(fā)射信號(hào)模式識(shí)別實(shí)現(xiàn)113
6.7碳/環(huán)氧復(fù)合材料在不同拉伸條件下的損傷行為及評(píng)估117
6.7.1碳/環(huán)氧復(fù)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(fù)合材料的恒載聲發(fā)射效應(yīng)研究120
6.7.3碳/環(huán)氧復(fù)合材料的Felicity效應(yīng)研究123
6.7.4基于聲發(fā)射的復(fù)合材料加卸載效應(yīng)研究128
6.8碳/環(huán)氧復(fù)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(fù)合材料臨界失效載荷134
6.8.2復(fù)合材料拉伸損傷模型研究139
6.8.3基于可靠性分析的復(fù)合材料使用壽命探討143
附錄147