Page 61 - 无损检测 2021年第六期
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王恩和, 等:
基于数字图像和声发射技术的 4130X 钢拉伸断裂损伤状态监测
2.3 4130X 钢拉伸损伤声发射分析 速增大趋势, 这与 S D 参量分析一致。观察带预制
针对上述两种试件的拉伸断裂过程, 进行声发 缺陷的 AE 信 号[ 见 图 8 ( c ),( d )], 发 现 弹 性 及 塑
射( AE ) 参量经历分析, 并引入载荷外参数进行实时 性阶段 的 声 发 射 信 号 分 布 与 无 预 制 缺 陷 试 件 类
关联, AE 参量经历图如图 8 所示。由图 8 ( a ),( b ) 似, 但信号强度明显增大, 失效过程中也呈现出了
可以看出无预制缺陷试件在弹性及塑性的变形阶 明显的裂 纹 扩 展 的 失 效 特 点, 并 伴 有 中 高 幅 值 的
段( 阶段 Ⅰ , Ⅱ ) 均有声发射信号出现, 这说明弹性 声发射信 号 [ 11 ] 。从 累 积 振 铃 计 数 来 看, 3 个 阶 段
变形阶段, 材 料 在 内 部 变 形 中 仍 存 在 少 量 不 均 匀 的累计增 大 曲 线 较 一 致, 这 说 明 损 伤 的 累 计 增 大
变形, 且随着载荷增加, 微损伤不断累积 [ 10 ] 。观察 趋势可近似为线性关系, 这也与 S D 参量变化的结
振铃计数 的 累 计, 发 现 塑 性 变 形 阶 段 计 数 呈 现 加 论相吻合。
图 8 试件的 AE 参量经历图
由此对声发射信号经历趋势及幅值进行分析, 声发射监测试验, 提出了基于 DIC 技术的表面应变
无预制缺陷试件在弹性阶段试件内部因变形不均匀 不均 匀 状 态 表 征 参 量 S D , 该 参 量 能 够 有 效 表 征
而产生的微损伤信号幅值为 35dB~40dB , 塑性变 4130X 钢的拉伸损伤状态, S D 数值越大, 试件表面
形阶段的信号幅值有所增大, 为 40dB~50dB 。带 的局部应变集中度越高, 损伤程度越高。同时结合
预制缺陷试件裂纹扩展时的声发射信号幅值则明显 声发射监测技术得到了两种类型试件拉伸断裂过程
高于 前 两 类 型, 其 幅 值 范 围 基 本 分 布 于 65dB~ 不同损伤阶段的声发射信号分布及强度变化规律,
75dB 。由此可以看出, 声发射技术对于 4130X 钢 与 S D 分析结果相联立, 得到了弹性变形阶段、 塑性
拉伸断裂失效过程的损伤演化具有较高的敏感性, 变形阶段、 裂纹扩展阶段的信号幅值。
参量为依据的材料拉伸断
能够得到裂纹扩展时的特征信号, 结合 DIC 的 S D 由此可以看出, 以 S D
参量可以提高对损伤阶段的表征准确度, 也能够进 裂过程损伤 DIC 监测, 能准确反映试件的损伤变化规
一步使不同损伤阶段声发射信号的特征提取更加精 律, 再结合声发射的时域经历特征参数分析, 可以较
确, 因此综合使用声发射特征参数变化和应变标准 好地识别和评价4130X 钢拉伸断裂的损伤演化规律。
来表征 4130X 钢拉伸断裂过程的损伤演化规 参考文献:
差 S D
律, 具有较好的实际应用效果 [ 12 ] 。 [ 1 ] 戴光 . 声发射检测技术在中国———庆祝中国机械工程
学会 无 损 检 测 分 会 成 立 三 十 周 年 [ J ] . 无 损 检 测,
3 结语
2008 , 30 ( 7 ): 389-396.
开展了两种试件的 4130X 钢拉伸加载 DIC 和 ( 下转第 49 页)
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2021 年 第 43 卷 第 6 期
无损检测
