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低碳钢氢蚀后拉伸过程中的声发射特征随着工业化进程的加快，能源消耗和环境问题越来越严重，低碳钢因其优异的物理性能和化学性能而广泛应用于各种领域。
然而，低碳钢在使用过程中常常会遭遇氢蚀现象，导致其性能下降、疲劳寿命缩短、甚至引发事故。
因此，对低碳钢氢蚀后的损伤机理和特征进行深入研究，对于提高低碳钢的使用寿命和安全性具有重要意义。
本文将从低碳钢氢蚀后拉伸过程中的声发射特征入手，探讨低碳钢氢蚀的损伤机理和特征。
一、低碳钢氢蚀的损伤机理氢蚀是指钢材中的氢在一定条件下与钢材产生化学反应，导致钢材内部结构发生变化，从而引起钢材的损伤。
低碳钢氢蚀的主要机理可以归纳为三个方面：氢的吸附、扩散和聚集。
首先，氢的吸附是氢蚀的第一步。
在低碳钢表面，氢分子会吸附在钢表面的微小缺陷和空隙处，形成氢原子和氢离子。
这些氢原子和氢离子会进一步向钢材内部扩散。
其次，氢的扩散是氢蚀的核心机理。
在钢材中，氢原子和氢离子会通过空隙和缺陷向钢材内部扩散。
当氢原子和氢离子达到一定浓度时，会形成氢气泡，进一步破坏钢材的结构。
最后，氢的聚集是氢蚀的最终结果。
在低碳钢中，氢气泡会不断聚集，形成气孔和裂纹，从而导致低碳钢的断裂和损伤。
二、声发射技术在低碳钢氢蚀研究中的应用声发射技术是一种非破坏性检测技术，可以实时监测材料的损伤过程。
在低碳钢氢蚀研究中，声发射技术可以用来研究低碳钢氢蚀后的断裂行为和声发射特征。
在低碳钢氢蚀后的拉伸试验中，声发射技术可以实时监测试样的声发射信号。
通过对声发射信号的分析，可以获得低碳钢氢蚀后的断裂行为和声发射特征。
三、低碳钢氢蚀后拉伸过程中的声发射特征低碳钢氢蚀后的拉伸试验中，声发射信号呈现出明显的特征。
首先，在试验的初期，声发射信号的数量和强度较小，表明试样的损伤程度较轻。
随着试验的进行，声发射信号的数量和强度逐渐增大，表明试样的损伤程度逐渐加重。
其次，在试验的中期，声发射信号的数量和强度急剧增加，表明试样的损伤程度已经达到临界点。
复合材料拉伸损伤的声发射特征及其机理研究复合材料是由不同类型的材料组合而成的材料。
它具有高强度、轻质、耐腐蚀和耐磨损等优点，因此被广泛应用于航空、汽车、建筑、运动器材等领域。
然而，由于其独特的结构和性质，复合材料在机械和物理环境下容易发生损伤，其中拉伸损伤是其最常见的一种。
了解复合材料拉伸损伤的声发射特征及其机理对于预测材料的性能和科学研究具有重要意义。
一、复合材料拉伸损伤的声发射特征复合材料在拉伸过程中会产生声波，称为声发射。
声发射技术是通过分析复合材料在应力加载下的声波信号来识别和监测其损伤状态的一种非破坏性检测技术。
研究表明，在拉伸加载过程中，声发射信号的特征与复合材料的损伤程度密切相关。
声发射信号的主要特征包括幅值、频率和持续时间等。
当复合材料受到应力加载时，材料内部的裂纹、孔洞和层间剥离等缺陷会逐渐扩展，导致声发射信号的幅值增大。
此外，随着损伤程度的加剧，声发射信号的频率也会发生变化，由高频逐渐转为低频。
最后，持续时间也是声发射信号的重要特征之一。
在材料应力达到最大值时，声发射信号的持续时间最长，属于瞬态信号，然后随着应力的减小而逐渐消失。
二、复合材料拉伸损伤机理研究复合材料的拉伸损伤具有复杂的机理，目前研究较为深入的机理主要包括纤维断裂、界面失效和基体破坏等。
1. 纤维断裂机制纤维断裂是复合材料拉伸损伤的最常见形式之一。
当外力作用于复合材料时，复合材料内部的纤维受到拉伸应力，如果应力超过其承受范围，纤维就会断裂。
断裂部位通常在纤维的最薄处或弯曲处。
纤维断裂还会导致层间剥离和孔洞形成，加剧材料损伤程度。
2. 界面失效机制复合材料是由多种不同材料组合而成，如纤维、基体和增强材料等。
这些不同材料之间的界面是保持复合材料强度的重要结构。
然而，在复合材料拉伸过程中，界面处易发生失效，如分离、剥离和剪切等。
界面失效不仅会导致材料强度降低，还会加速其他损伤形式的发生。
3. 基体破坏机制当复合材料内部的纤维断裂和界面失效加剧时，还会导致基体破坏，如疲劳、塑性变形和断裂等。
声发射技术在Q345E钢拉伸损伤破坏中的应用研究张鹏林;桑远;赵志强;许亚星【摘要】针对风电机组倒塌事故频发的问题,综合塔筒材料和声发射技术在动态监测与评价方面的特点,探讨了声发射技术用于风电塔筒动态监测的可行性,研究了塔筒材料Q345E两种典型试样在外力作用下的应力变化曲线和对应的声发射特点,验证了Q345E材料的拉伸断裂机制与声发射特征参量的相关性.结果表明,预制缺陷的A组试样与B组相比,声发射信号的活动性更强烈,参数分布范围更广,材料在屈服和颈缩阶段有明显的声发射信号特征.【期刊名称】《甘肃科学学报》【年(卷),期】2015(027)002【总页数】6页(P83-87,133)【关键词】声发射;裂纹;信号分析【作者】张鹏林;桑远;赵志强;许亚星【作者单位】兰州理工大学材料科学与工程学院,甘肃兰州 730050;兰州理工大学材料科学与工程学院,甘肃兰州 730050;兰州理工大学材料科学与工程学院,甘肃兰州 730050;兰州理工大学材料科学与工程学院,甘肃兰州 730050【正文语种】中文【中图分类】TB31声发射AE(Acoustic Emission,AE)是指材料局部因能量的快速释放而发出瞬态弹性波的现象[1]。
金属材料在外载荷下发生塑性变形时会发生声反射；材料中裂纹的形成和扩展过程、各相界面间发生断裂以及复合材料内部缺陷的形成都会成为声发射源[2]。
由声发射源发出弹性波,经介质传播到被检测物体表面,由声发射传感器将声发射信号转换成电信号,经放大、处理、分析和研究,可用于推断材料内部缺陷性质和状态变化[3]。
声发射技术作为一种新型的动态检测技术,已广泛应用于石油、航天、铁路、汽车、建筑等领域[4,5],具有广阔的应用前景。
在风电设备方面,役塔筒因长期受到各种风况和载荷作用,会出现不同程度的裂纹,裂纹扩展至塔筒断裂,会引起塔筒倒塌事故。
因此,开展塔筒材料的失效行为、断裂机制及拉应力状态下声发射信号特征的分析与研究,对服役塔筒的动态安全、声发射监测技术推广及特征图谱的收集等,具有重大的理论和社会意义。
含孔纤维增强铝合金层板拉伸损伤失效行为的声发射分析郑颖骁, 张 劢, 胡可军*, 段刘阳, 韩文钦, 石庆贺, 朱福先（江苏理工学院 材料工程学院，江苏 常州 213001）摘要：采用声发射技术（AE）和数字图像相关技术（DIC）相结合的方法对含孔GLARE层板的静载轴向拉伸损伤过程进行实时监测，研究开孔尺寸对其力学行为及失效机理的影响。
基于k均值（k-means）方法确定不同损伤模式的峰值频率（PF）范围，并结合幅值（PA）、能量（E）以及累计撞击数等AE特征参数分析含孔GLARE层板的拉伸失效机理。
结果表明：GLARE层板在整个拉伸过程中主要存在四种损伤模式，即金属层板损伤、基体开裂、纤维剥离与分层损伤和纤维断裂；四种损伤模式的发生在时间上具有时序性；开孔尺寸对GLARE的承载能力具有显著影响；随着孔径的增大，试样在失效阶段末期由突然断裂变为延性断裂。
关键词：GLARE层板；AE技术；DIC方法；聚类分析；失效机理doi：10.11868/j.issn.1005-5053.2023.000027中图分类号：TB332 文献标识码：A 文章编号：1005-5053(2023)05-0097-09Acoustic emission study on tensile damage and failure behavior of fibre-reinforced aluminum alloy laminates with holeZHENG Yingxiao, ZHANG Mai, HU Kejun*, DUAN Liuyang, HAN Wenqin,SHI Qinghe, ZHU Fuxian（School of Materials Engineering，Jiangsu University of Technology，Changzhou 213001，Jiangsu，China）Abstract: Real-time monitoring of the axial tensile damage process of GLARE laminates with hole was carried out by combining acoustic emission（AE）technology and digital image correlation（DIC）technology. The effect of hole size on the mechanical behavior and failure mechanism was further analyzed. The peak frequency（PF）range of different damage modes was determined based on the k-means method, and the characteristics of AE parameters such as amplitude（PA）, energy（E）, and cumulative impact number were used to clarify the tensile failure mechanism of GLARE laminates with hole. The results show that there were mainly four damage modes during the entire tensile process of GLARE laminates, namely metal layer damage, matrix cracking, fiber debonding and interface delamination, and fiber fracture. The occurrence of the four damage modes is sequential in time. The size of the hole had a significant impact on the bearing capacity of GLARE, and as the aperture increased, the specimen changed from sudden fracture to ductile fracture at the end of the failure stage.Key words: GLARE laminates；AE technology；DIC method；cluster analysis；failure mechanismGLARE层板（glass fiber reinforced aluminum laminates，GLARE）是一种新型超混杂航空复合材料，由玻璃纤维预浸料和铝合金薄板交替堆叠而好的防腐蚀性、优异的抗疲劳性和抗冲击性以及可设计性等特征，已被成功应用于空客A380上机身蒙皮[1-3]。
工 程 塑 料 应 用ENGINEERING PLASTICS APPLICATION第49卷，第3期2021年3月V ol.49，No.3Mar. 2021108doi:10.3969/j.issn.1001-3539.2021.03.020基于声发射信号的PE 塑料失效PCA 预测方法李涛，李俊，张学非，史君林，陶静(四川轻化工大学机械工程学院，四川自贡 643000)摘要：以聚乙烯(PE)塑料为研究对象，采用声发射监测技术对不同拉伸速度下试样失效过程进行监测，采集相应的声发射信号(持续时间、幅值、事件计数、撞击次数等)，通过相关性系数分析确定评价因子，利用三角形隶属函数确定各评语集的失效隶属度，建立了PE 塑料失效破坏程度主成分分析(PCA)模糊预测评价模型。
另取同型号PE 试样进行不同速度拉伸损伤破坏试验，并对损伤过程“力–时间”曲线的弹性阶段、屈服阶段(轻微失效)、颈缩阶段(中度失效)、断裂阶段(严重失效)特征点参数进行统计，破坏过程中所选时间点对应的失效程度与PCA 预测评价结果一致，验证了模糊预测评价模型的可行性。
关键词：聚乙烯塑料；声发射；失效；主成分分析(PCA)模糊预测中图分类号：TQ320.73 文献标识码：A 文章编号：1001-3539(2021)03-0108-05PCA Prediction Method of PE Plastic Failure based on Acoustic Emission SignalsLi Tao ， Li Jun ， Zhang Xuefei ， Shi Junlin ， Tao Jing(College of Mechanical Engineering ， Sichuan University of Science & Engineering ， Zigong 643000， China)Abstract ：Polyethylene (PE) plastic was taken as the research object ，and the acoustic emission monitoring technology was used to monitor the failure process of samples under different tensile speeds. The corresponding acoustic emission signals (duration ，amplitude ，event count ，impact times ，etc.) were collected ，the evaluation factors were determined by the correlation coefficient analysis ，and the failure membership degree of each comment set was determined by the triangular membership function ，the princi-pal component analysis (PCA) fuzzy prediction evaluation model of PE plastic failure degree was established. Another PE sample of the same type was used for tensile damage destruction test at different speeds ，and the characteristic point parameters of the elastic phase ，yield phase (slight failure)，necking phase (moderate failure)，and fracture phase (severe failure) were counted in the “force-time ” curve of the damage process. The failure degree corresponding to the selected time point in the destruction process is consistent with the PCA prediction evaluation result ，which verifies the feasibility of the fuzzy prediction evaluation model.Keywords ：polyethylene plastic ；acoustic emission ；failure ；principal component analysis (PCA) fuzzy prediction聚乙烯(PE)管作为一种绿色环保型塑料管材，以其优越的综合性能被广泛应用于城镇燃气输送、农业灌溉、工业流体运输等领域[1–3]。
附件A聚乙烯（PE）公用管道性能试验（规范性附录）本附录提出了燃气聚乙烯管道取样进行管道性能试验的试验项目及其性能等级评定标准。
A1 管道性能试验项目A1.1 静液压强度静液压强度试验按GB/T 6111的要求进行，试验温度80℃，环应力4.5MPa（PE80）、5.4MPa（PE100）。
A1.2 断裂伸长率断裂伸长率试验按照GB/T 8804.3的要求进行。
A1.3 耐慢速裂纹增长当管材公称壁厚≥5mm时，进行管道耐慢速裂纹增长试验。
试验按照GB/T 18476-2001的要求进行。
试验温度80℃，环应力4.0MPa（PE80）、4.6MPa（PE100）。
A1.4 氧化诱导时间氧化诱导时间按照GB/T 19466.6的要求进行，试验温度选取200℃。
A2 管道性能等级评定A2.1 静液压强度试验评级以管道进行静液压强度试验的破坏时间,按附表A1进行评级：A2.2 断裂伸长率试验评级以管道进行断裂伸长率试验结果，按附表A2进行评级：附表A2 断裂伸长率试验评级A2.3 耐慢速裂纹增长试验试验评级以管道进行耐慢速裂纹增长试验的破坏时间，按附表A3进行评级：附表A3 耐慢速裂纹增长试验试验评级A2.4 氧化诱导时间试验评级以管道进行氧化诱导时间试验的结果，按附表A4进行评级：A2.5综合评级进行多项管道性能试验时，应进行综合评级。
综合评定级别时，以所有试验项中等级最低值作为该管道的评定级别。
附件B 聚乙烯（PE ）公用管道风险评估（规范性附录）本附录提出了燃气聚乙烯管道失效可能性和失效后果的风险评估方法。
依据风险评估的基本原理，从发生事故的可能性和事故后果两个方面综合评估燃气聚乙烯管道在实际使用工况和环境下的风险程度，是一种适合工程实际的半定量风险评估方法。
B1 风险评估评分风险评估评分包括失效可能性评分和失效后果评分。
B1.1 失效可能性评分按照表B2规定的评分项及其层次关系分别确定资料审查得分S1、宏观检查得分S2、直接检验得分S3、管道本质安全得分S4、运行参数得分S5、安全管理得分S6。
PE管末端示踪信号失真的分析报告摘要：PE管具有使用寿命长、耐腐蚀、施工方便、经济等优点，迅速在燃气行业大行其道，但聚乙烯管本身是高度绝缘材料，使用管线雷达等设备无法探测其管位位置，在安全维护上存在一定的风险，为了解决此问题，通常使用一根金属导线固定在管道上与管道一起敷设，在需探测管线位置时可在引出地面的导线外加电流，通过特定的管线雷达可准确地将管线位置探测出来，该金属导线通常叫做示踪线。
但绝缘示踪线在管道末端的位置会产生探测信号失真，须通过相关技术处理，可解决信号失真的情况。
关键词：PE管；示踪线；管线末端；管线探测仪；信号失真聚乙烯管材（PE）具有使用寿命长、耐腐蚀、施工方便、经济等优点，迅速在燃气行业大行其道，但聚乙烯管本身是高度绝缘材料，使用管线雷达等设备无法探测其管位位置，在安全维护上存在一定的风险，为了解决此问题，通常使用一根金属导线固定在管道上与管道一起敷设，在需探测管线位置时可在引出地面的导线外加电流，通过特定的管线雷达可准确地将管线位置探测出来，该金属导线通常叫做示踪线。
为保护示踪线不被腐蚀，以及外加电流不被过大消耗，通常采用绝缘铜芯电线作为示踪线。
1 管线探测原理目前，很多单位都使用的管线雷达为雷迪系列管线探测仪，我司采用的型号为雷迪RD8000pxl的管线探测仪，该设备精度高，抗干扰力强，在日常的管线探测工作中发挥出色，其工作原理为：通过发射机向目标管线施加固定频率的电流，电流通过管线产生磁场感应（电磁定律符合右手法则），使用接收器接收相应的磁感信号，通过接收器分析感应的强弱及位置分布，从而准确定位管线，其探测管线深度及电流测量原理图如下：由测深公式可以看出电流的增大可以有效的减少误差，提高仪器的信噪比，增加仪器的探测深度。
2 示踪线末端无法准确定位的问题在日常探测工作中，我们使用该管线探测仪能很好的定位管线直线段及变向管线段，但在末端的位置（预留口位置）就出现信号失真现象，无法准确定位末端及其5米范围的直线管位。
