声发射技术在Q345E钢拉伸损伤破坏中的应用研究.pdf

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1、第27卷第2期甘肃科学学报Vo1．27NO．2Apr．20152Ol5年4月JournalofGansuSciences引用格式：ZhangPenglin，SangYuan，ZhaoZhiqiang，P￡a1．ApplicationofAcousticEmissionTechniqueinQ345ESteelTensileDamageDetection[J]．Journa1ofGansuSciences，2015，27(2)：83—87，133．[张鹏林，桑远，赵志强，等．声发射技术在Q345E钢拉伸损伤破坏中的应用研究[J]．甘肃科学学

2、报，2o15，27(2)：83—87，133·]doi：10．16468／j．cnki．issnlO04—0366．2015．02．018．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(兰州理工大学材料科学与工程学院，甘肃兰州730050)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

3、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。关键词声发射；裂纹；信号分析中图分类号：TB31文献标志码：A文章编号：1004—0366(2015)02—083—06声发射AE(AcousticEmission，AE)是指材料无损检测方法相比，有以下特点：(1)声发射检测方法局部因能量的快速释放而发出瞬态弹性波的现对线性缺陷较为敏感，它能探测到在外加结构应力下象L1]。金属材料在外载荷下发生塑性变形时会发生这些缺陷的活动情况，稳定的缺陷不产生声发射信声反

4、射；材料中裂纹的形成和扩展过程、各相界面问号；(2)在每次试验过程中，声发射检测均能够探测发生断裂以及复合材料内部缺陷的形成都会成为声和评价结构中的活性缺陷状态；(3)多个通道可实现发射源[2]。由声发射源发出弹性波，经介质传播到整体或大范围的快速检测，不必进行繁杂的操作，效被检测物体表面，由声发射传感器将声发射信号转率较高；(4)适应复杂的检测环境，对被检构件的接换成电信号，经放大、处理、分析和研究，可用于推断近要求不高，适用于其他方法难于或不能接近的环境材料内部缺陷性质和状态变化l3]。下的检测，如高低温、核辐射、易燃、易爆及有毒等环

5、声发射技术作为一种新型的动态检测技术，已境；(5)对于在用设备的定期检验，声发射技术可缩短广泛应用于石油、航天、铁路、汽车、建筑等领或者无需停产，节约了生产成本。综上所述，声发射域j，具有广阔的应用前景。在风电设备方面，役技术具备用于风电塔筒动态监测的基本条件。塔筒因长期受到各种风况和载荷作用，会出现不同2声发射试验系统及方案程度的裂纹，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、断裂机制及为了更好的使声发射技术应用于在役塔筒的动拉应力状态下声发射信号特征的分析与研究，对服态监测，试验以风电塔筒常用的Q345E钢

6、为研究役塔筒的动态安全、声发射监测技术推广及特征图对象，进行拉伸状态的声发射监测试验，以获取材料谱的收集等，具有重大的理论和社会意义。在裂纹萌发、扩展和失效全过程的声发射信号特性图谱。1声发射技术的特点试验系统由Q345E钢、声发射传感器、声发射声发射信号来自缺陷本身，与射线、超声等其他采集卡、计算机(配套分析软件)及信号电缆等组成。收稿日期：2014-04～08；修回日期：2014-04—16．作者简介；张鹏林(1973一)，男，甘肃景泰人，副研究员，研究方向为无损检测新技术、无损评价等．E—mail：524284980(~)qq．co

7、rn．84甘肃科学学报2015年第2期试件取自退役风电塔筒材料Q345E钢，厚度为件拉伸过程四个阶段的时间间隔大致为：18～42S10mm。试件按照国家标准GB／T228．1-2010E中的为线弹性变形阶段；42～62S为塑性屈服阶段；62～要求设计，试样如图1所示。采用El本岛津公司生产175S为强化阶段；175～237S为颈缩阶段。的AG-X电子式万能材料试验机、北京声华兴业科技B试件在塑性阶段的声发射信号特征表现为幅有限公司生产的SAEU2S声发射检测仪和单端谐振值较大，主要分布在60~80dB的范围内，能量主要式传感器等设备。试验

8、门槛值设为45dB，采样率分布在400～500mV*s，振铃计数主要分布在10000kHz，撞击定义时间(HDT)为600S，撞击锁200600。屈服阶段各声发射参数的变化并不明闭时间(H1T