金属裂纹扩展声发射信号特性研究

简介

机械结构件中的应力集中使得结构极易产生裂纹并逐渐扩展，裂纹扩展时伴有声发射信号，因此有必要对结构件中裂纹扩展时的声发射信号进行特征研究。为研究金属板件中的裂纹声发射源特征行为，通过分析板件中的裂纹声发射源，从理论上推导了裂纹声发射的幅值和频率特征表达式。在裂纹扩展过程中，金属板件的裂纹声发射信号幅值与声发射源的开裂长度和拉伸应力的乘积成正比，频率与裂纹开裂速度成反比，且与裂纹开裂长度成正比。用声发射检测系统对预制有初始裂纹的金属板件进行拉伸状态下的声发射监测，通过对声发射信号求取功率谱密度估计，实现不同声发射信号以功率谱在频域的分布为信号特征的有效区分。实验结果与理论分析相符合，研究结果对金属板件的裂纹声发射检测技术具有重要意义。