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GB/T 42870-2023 无损检测 纤维增强聚合物的声发射检测方法和评价准则

资料类别:行业标准

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资料语言:中文

更新时间:2023-12-08 16:43:55



推荐标签: 检测 无损检测 聚合物 方法 纤维 评价 准则 发射 准则 42870

内容简介

GB/T 42870-2023 无损检测 纤维增强聚合物的声发射检测方法和评价准则 ICS 19.100 CCSJ 04
GB
中华人民共和国国家标准
GB/T42870—2023/IS018249:2015
无损检测 纤维增强聚合物的声发射
检测方法和评价准则
Non-destructive testingSpecific methodology and general evaluation criteria
foracousticemissiontestingoffibre-reinforcedpolymers
(ISO18249:2015,Non-destructivetestingAcousticemissiontesting- Specific methodology and general evaluation criteria for testing of
fibre-reinforced polymers,IDT)
2023-08-06实施
2023-08-06发布
国家市场监督管理总局 发布
国家标准化管理委员会 CB/T 42870--2023/1S0 18243:2015
自 次
宝 1 燕騰 2 就范性引用文件武语利定义
1
3 4人员资称 5 声发射和声特性 6夜馨利监涵原团 T
检汉方法 8 尚发时训能是/誉机的公新梦解养
12 12 14
格费报资· 鑫考文献
0 GE/T42870-2023/18018249:2015
前宫
本文件按联联/T1.1-2020标滋化工作导摄第1部分:标准化文件的结格和起草规的规定越草
本文件等间用180182492015无损检调离发时拉道 舒体增發瓷香物的接赚方搭和祥价 m财
本文件微了下刻最小限的婚幕能改球:为与残有标者协请,特标准店称改为无旅检试解率谱强亲合物声发射经期方法和评价
推一加了注2Hu-N惠是指智馆态新囊产生的声发馨(见52)请性意本文种的菜壁内容可能持及专利。本文种的发市机格不承担最专剂的贵任。 本文件由全国无播橡渔楼化技水换曼会5AC/TC5择出井白口。 本文件感草单位:中国格种设备检测研究院,上材料研究所育限公司,紫敬华工智能科技研究购
有限公,航天材教及工艺研究所、树化大学北京科海生科技有限公司,常诚产发射新究(广州)有限公司,山东科捷工慧检测有凝公建、钢南宾兴格电子科技有限公司。
本文件主要想草人张看桥,英就永馨,洗孩用了杰张期飞刘然,刻营军,幕刺,吴点剪婚、语爆、周修,陈徽财,时风,李宽,五爆、院亮光。
藏 GB/T42870—2023/ISO18249:2015
无损检测 纤维增强聚合物的声发射
检测方法和评价准则
1范围
本文件描述了纤维增强聚合物材料(FRP)部件和结构的声发射检测的一般原则,用于FRP的材料性能表征和验证试验、部件和结构的制造质量控制和服役性能在线检测以及健康监测等。
本文件描述了采用声发射技术评估纤维增强聚合物部件或结构的完整性,或识别加载过程中严重
累积损伤或损伤加剧主要区域的具体方法。
本文件描述了通用的FRP声发射检测评价准则,并给出了建立评价准则的程序。 本文件提供了用于在线检测和事后分析中声发射测试数据的定性评价准则格式,给不同测试地点
和测试机构获得的声发射测试结果进行简化比对带来方便。
注:基于声发射的结构完整性评价不能仅根据本文给出的评价准则进行评估,很多情况下还需要进一步的测试和
评估(例如使用其他无损检测方法或断裂力学计算等)。
2规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
ISO9712无损检测人员资格鉴定与认证(Non-destructivetesting-Qualificationandcertifica tion of NDT personnel)
注:GB/T9445—2015无损检测人员资格鉴定与认证(ISO9712:2012IDT) ISO12716:2001无损检测声发射检测词汇(Non-destructivetesting—Acousticemissionin
spection—Vocabulary)
注:GB/T12604.4—2005无损检测术语声发射检测(ISO12716:2001,IDT) EN13477-1无损检测声发射设备特性第1部分:设备描述(Non-destructivetesting
Acoustic emission—Equipmentcharacterisation—Part1:Equipment description)
EN13477-2无损检测声发射设备特性第2部分:操作特性验证(Non-destructivetesting Acoustic emission—Equipment characterisation-Part 2:Verification of operating characteristic)
EN14584无损检测声发射金属承压设备验证试验中的检验声发射源的平面定位(Non
destructive testingAcoustic emission-Examination of metallic pressure equipment during proof tes ting—Planarlocation of AE sources)
EN15495无损检测声发射金属承压设备验证试验中的检验声发射源的区域定位(Non- destructive testingAcoustic emission-Examination of metallic pressure equipment during proof tes tingZonelocation of AE sources)
3术语和定义
ISO12716:2001界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
1 GB/T 42870--2023/1S0 18249:2015
3.1
纤爱花飘长的面体材料。 注:奥想的新换长径比不小于5且拉你桃最不小手20GP。更的选够(然状)解罐意不选我滋矫续包报玻璞
降、学好端欢质英纤修
3.2
美合牌体polyermatrix 包亮纤维的大分子物质,生:现食特茶体湿考嘉能生材彩(食想环务照,乙滑基随康院更感减康颜)惑高生就题性塑料想翠(感装
吸肤),(滋)成系照。合快基体性机城生能孕度、时间,老花和环换的您喷等
3.3
医版baae 由不少于随层(每层博由相商家商的同材料构成)的舒维增强靠合每组放的二赚始梅草元:经:好接是压敬在密时的环烧下这加然和/成加压的方式压实。居医板尽商平留亮#商状的最合物基体草肉
舒戏随织舒维压不新谁叠面感的,各照范具有不随聚度,并自相间成不网的好给帮案会物靠体精异熊感,照马然的舒缝敢能不间。
3.4
纤装摄合物材料 filrvreinforced polymer maturial;FRp 相鸡于某些参考方向具有一个念千纤维政向的孩合骏基体复合材料,送:FEP遇常好搭连纤滚层压抗。连餐纤续的舞爱给将包然单肉、正交,就交和编织氧刻假RP邀由不连袋
舒城制成·创如短舒耀,长舒健就条就,片状:换优的增强相:
3.5
分delamination 在不同加蒙旗式下复合材料的层内或者层间新装(纹)。 民,在集如馨然,蓝复请环我祝(孩劳)最御密费精下,分愿主荟发生愿压板上粘装最费就者成方最集中的好展之
,分居追意大最器难报做产学的用时带来型放康游学实经意庭,分愿在意合检将内部发展,群管人意上不舞紫,避道常与材料随家和摄度等机钱证能的是下降相关,
3.6
台a微mierg-racture(olcomnpoites 在微观腰面上发生的如基体失效(小裂纹,开裂),纤维/基体界面失效(脱粘)或纤维拔出,以及新绣
失效(新我,感感)之类的局部失效机制
核:就源提的意商爱合就科的用都过妞起的,多个微保货的最识馨改发离放坏,你由此确定妞阅要皮和寿务。
美人员资媒
按本文件实施检#的人员,宣按照1SO9712我合同客方间意的体茶进行费格蒙定与就证,并面购主整就花强对就进行添位培和换授款。
5离发谢装和离特性
5.1发游滚机期
愿利宏观新装机創寻的FRP损房产生高活度利高凌的商复射信号,医此造用于产发射检测 (AT).
声发射检塑的常览FR产换伤机制包措以下方面:
& GB/T42870--2023/IS018249:2015
基体开裂轩维基体界面脱粘舒维拔出纤维断裂,层内戒层间装效扩展(分层/劈裂)。 来自于FRF产生的声发射练果取决于多种因素,如材料分、层压销层工艺,創造工艺,不连绒
性、外加载荷、几何形状和环境检测条件(潮度、湿瘦、液体或气体介费或紫外线物射)。对给定条件下声发射现象的辉释应注意这些影响因素,并具备已知应力条件下对特定材料和结构进行声发射检测的胶
FRP在新装时产生真有很高括度的实度避声发射:然而很可能表现为连续型声发射。 对于某些类燕的结构,在给定条件下出现分布广泛的基体或界面徽观断装声发射照于正常现象。
这光其在新额造的FRP结构的第次加蒙试验期间出现:当检测过馨中首次出现显著声发射现象时,其对应的综合应变在0.1%~0.3%之间。
商潮度优化的复合材料由于基体应变低,可在相对教高的磨力下产生第一次显著的声发射,对子高理意复合材料,通震在材料极限强爱的40%%0%的应力水免下,除未其能声发射外,言
次观察到曼装区别于其您声发射源的纤维断装声发射。
FRP结构的一种正常声发射现靠还表现为在不同区城声发射活度高低交替变化,这是由于扇部应力致新分布面导登葛险力水平不新集中型化勤产生的
材料中的产重不连续或其他严觉应力集中是FRP结构失效的一种主要影响因素,这些结构同部也正是声发射活度的靠中部位。
相发,由于赛试而保持不受应力案中影端的局部区域中的不续以及在非黛婴结构的不连续将不产生异需声发射。 5.2波的传播和竞减特性
在大型结构中传播的声发射被受散和衰减效应的影哟。 整合费体复合材料是一种不均寸的各间异性材料,在许多应新合,多被设计为薄板战壳体纯
构。海板最凭体中的声减主婴以极费模添(如婚波)进行传播,纤维的微和排列方周导教了材料的各向异性,这也导致板被的速度,衰减和大获散均具有定的方向性。
声波在FRP中的传摄,其额幅和频率随距离变化显蓄,变化程度格欣决于传播方向,材料特性,厚度和凝试对象的儿何形状
对测试对象的典迎区进行衰减待性测盘,成符合EN14584中的规定。 应量化喷嘴和辅质附件的遮蔽教应,并应通过试验薄试流体介质对传导的影响。 宠减特性应在不问的方向上测量,特期是平行和垂直于纤继主婴取向的方向。对于有部分填充的
诺试对象,放在度罚上方和下方分别潮意豪赢,
对手FRP压结构,波传播500mn左右的距愿,案发信导信剪度套藏可最在20dB50dB的
范国内。垂直于纤绘方尚的衰通常相比平行方向商得多。
注1:来自Hsu-Nieisen的蜂锁探领能随教FRP材料在络构的不网区城中的特定粘弹性特性两变化,注2:Hu-Nialsua都是指铬第芯断费产生的声发射源:
5.3检测黑度
如果试验溢度接近基体的转变温度范暖,如性魔性转变《半结晶基体的?范激)或被璃像胶转变(无定形基体的购豫),厕FR结构的机械特性(附魔、强度)和声学特性(波速,衰减)以及声发射活度和声发射波的特性(敬形、谱)将发生毅大变化,
3 GB/T42870—2023/ISO18249:2015
声发射检测结果的数据评价和解释应注意加载过程检测温度的变化。 5.4源定位
对FRP结构中的声发射源精确定位很难。复合材料衰减严重,在实际监测时声发射撞击仅被最近的传感器获取,源定位信息通常为区域定位。当声发射源具有足够的能量使各个传感器获取信号,且到达不同位置传感器的时间不同,声发射源的线性定位或平面定位可作为有用的补充,主要用于高能量声发射源的定位。在进行时差定位时应特别注意声速和衰减通常随FRP传播的方向不同而变化。
对FRP使用定位方法时应注意,FRP材料具有的很高发射率将产生严重的撞击重叠,使得来自不
司声源的撞击被鉴别为一个声发射定位事件,从而产重影响时差定位的有效性和准确性。
合理选择声发射传感器间距和布置方式宜考虑以下因素: a) 传感器频率范围
频率低的传感器可检测范围大,但也更容易接收噪声信号。对FRP检测时,通常将高频传感器(100kHz~300kHz)用于监测高应力的局部区域,而将低频传感器(30kHz~60kHz)用于构件的整体监控。通常同时使用两种频率范围的传感器进行检测。 在FRP板的声发射检测中,不同频率的传感器典型检测范围如下:150kHz传感器的监测范围为400mm~700mm;60kHz传感器的监测范围为600mm~1200mm;30kHz传感器的监测范围为900mm~2000mm或更高。具体检测范围主要取决于材料本身。 对于声发射源机制的研究,可优先使用宽频带声发射传感器。
b) 传播和衰减的方向性
受衰减的影响,在衰减较高的方向应布置更多的声发射传感器。采用与方向相关波速的定位技术时将获得更高的定位精度。在系统软件不能处理方向速度的情况下,使用虚拟传感器定位技术可改善定位性能。定位有效性的检查宜采用Hsu-Nielsen法或其他声发射模拟源。
c)定位性能
对低能量的声发射信号进行平面定位时,应使用更多的声发射传感器以满足平面定位所需的最少三次的撞击。 对于小试样或大型结构的局部区域进行监测时,使用平面定位更有效。
5.5纤维增强聚合物的声发射信号分析
纤维增强聚合物的声发射信号分析包含以下方法: a)基于撞击、能量和有效值电压(RootMeanSquare,RMS)的数据处理
对于大多数应用场合,被检件都不宜临近失效,FRP与金属材料的声发射信号处理技术没有明显差异。其主要区别在于,由于混响反射较少的缘故,高频信号持续时间明显缩短。当损伤开始萌生,声发射发射率将明显高于金属材料。 应设置合适的检测参数以便适应这种信号的采集与处理,例如设置较短的鉴别时间。如遇到非常严重的损伤可能以连续声发射信号的形式表现,在这种情况下,宜对信号进行连续信号表征参数的补充分析,例如采用RMS、平均信号电平(AverageSignalLevel,ASL)或绝对能量等特征参数。
b)实时分析
实施监测在反馈加载条件下的安全状况时,应使用明确的标准进行声发射实时分析。如有必要,应绘制声发射特征参数和其他参数的实时图表以帮助决定是否停止检测。
c)事后分析
事后分析通过对已知噪声源的滤除,并使用一些可能无法在实时分析时使用的应用分析工具,实现对声发射数据的深入了解。
4 ICS 19.100 CCSJ 04
GB
中华人民共和国国家标准
GB/T42870—2023/IS018249:2015
无损检测 纤维增强聚合物的声发射
检测方法和评价准则
Non-destructive testingSpecific methodology and general evaluation criteria
foracousticemissiontestingoffibre-reinforcedpolymers
(ISO18249:2015,Non-destructivetestingAcousticemissiontesting- Specific methodology and general evaluation criteria for testing of
fibre-reinforced polymers,IDT)
2023-08-06实施
2023-08-06发布
国家市场监督管理总局 发布
国家标准化管理委员会 CB/T 42870--2023/1S0 18243:2015
自 次
宝 1 燕騰 2 就范性引用文件武语利定义
1
3 4人员资称 5 声发射和声特性 6夜馨利监涵原团 T
检汉方法 8 尚发时训能是/誉机的公新梦解养
12 12 14
格费报资· 鑫考文献
0 GE/T42870-2023/18018249:2015
前宫
本文件按联联/T1.1-2020标滋化工作导摄第1部分:标准化文件的结格和起草规的规定越草
本文件等间用180182492015无损检调离发时拉道 舒体增發瓷香物的接赚方搭和祥价 m财
本文件微了下刻最小限的婚幕能改球:为与残有标者协请,特标准店称改为无旅检试解率谱强亲合物声发射经期方法和评价
推一加了注2Hu-N惠是指智馆态新囊产生的声发馨(见52)请性意本文种的菜壁内容可能持及专利。本文种的发市机格不承担最专剂的贵任。 本文件由全国无播橡渔楼化技水换曼会5AC/TC5择出井白口。 本文件感草单位:中国格种设备检测研究院,上材料研究所育限公司,紫敬华工智能科技研究购
有限公,航天材教及工艺研究所、树化大学北京科海生科技有限公司,常诚产发射新究(广州)有限公司,山东科捷工慧检测有凝公建、钢南宾兴格电子科技有限公司。
本文件主要想草人张看桥,英就永馨,洗孩用了杰张期飞刘然,刻营军,幕刺,吴点剪婚、语爆、周修,陈徽财,时风,李宽,五爆、院亮光。
藏 GB/T42870—2023/ISO18249:2015
无损检测 纤维增强聚合物的声发射
检测方法和评价准则
1范围
本文件描述了纤维增强聚合物材料(FRP)部件和结构的声发射检测的一般原则,用于FRP的材料性能表征和验证试验、部件和结构的制造质量控制和服役性能在线检测以及健康监测等。
本文件描述了采用声发射技术评估纤维增强聚合物部件或结构的完整性,或识别加载过程中严重
累积损伤或损伤加剧主要区域的具体方法。
本文件描述了通用的FRP声发射检测评价准则,并给出了建立评价准则的程序。 本文件提供了用于在线检测和事后分析中声发射测试数据的定性评价准则格式,给不同测试地点
和测试机构获得的声发射测试结果进行简化比对带来方便。
注:基于声发射的结构完整性评价不能仅根据本文给出的评价准则进行评估,很多情况下还需要进一步的测试和
评估(例如使用其他无损检测方法或断裂力学计算等)。
2规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
ISO9712无损检测人员资格鉴定与认证(Non-destructivetesting-Qualificationandcertifica tion of NDT personnel)
注:GB/T9445—2015无损检测人员资格鉴定与认证(ISO9712:2012IDT) ISO12716:2001无损检测声发射检测词汇(Non-destructivetesting—Acousticemissionin
spection—Vocabulary)
注:GB/T12604.4—2005无损检测术语声发射检测(ISO12716:2001,IDT) EN13477-1无损检测声发射设备特性第1部分:设备描述(Non-destructivetesting
Acoustic emission—Equipmentcharacterisation—Part1:Equipment description)
EN13477-2无损检测声发射设备特性第2部分:操作特性验证(Non-destructivetesting Acoustic emission—Equipment characterisation-Part 2:Verification of operating characteristic)
EN14584无损检测声发射金属承压设备验证试验中的检验声发射源的平面定位(Non
destructive testingAcoustic emission-Examination of metallic pressure equipment during proof tes ting—Planarlocation of AE sources)
EN15495无损检测声发射金属承压设备验证试验中的检验声发射源的区域定位(Non- destructive testingAcoustic emission-Examination of metallic pressure equipment during proof tes tingZonelocation of AE sources)
3术语和定义
ISO12716:2001界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
1 GB/T 42870--2023/1S0 18249:2015
3.1
纤爱花飘长的面体材料。 注:奥想的新换长径比不小于5且拉你桃最不小手20GP。更的选够(然状)解罐意不选我滋矫续包报玻璞
降、学好端欢质英纤修
3.2
美合牌体polyermatrix 包亮纤维的大分子物质,生:现食特茶体湿考嘉能生材彩(食想环务照,乙滑基随康院更感减康颜)惑高生就题性塑料想翠(感装
吸肤),(滋)成系照。合快基体性机城生能孕度、时间,老花和环换的您喷等
3.3
医版baae 由不少于随层(每层博由相商家商的同材料构成)的舒维增强靠合每组放的二赚始梅草元:经:好接是压敬在密时的环烧下这加然和/成加压的方式压实。居医板尽商平留亮#商状的最合物基体草肉
舒戏随织舒维压不新谁叠面感的,各照范具有不随聚度,并自相间成不网的好给帮案会物靠体精异熊感,照马然的舒缝敢能不间。
3.4
纤装摄合物材料 filrvreinforced polymer maturial;FRp 相鸡于某些参考方向具有一个念千纤维政向的孩合骏基体复合材料,送:FEP遇常好搭连纤滚层压抗。连餐纤续的舞爱给将包然单肉、正交,就交和编织氧刻假RP邀由不连袋
舒城制成·创如短舒耀,长舒健就条就,片状:换优的增强相:
3.5
分delamination 在不同加蒙旗式下复合材料的层内或者层间新装(纹)。 民,在集如馨然,蓝复请环我祝(孩劳)最御密费精下,分愿主荟发生愿压板上粘装最费就者成方最集中的好展之
,分居追意大最器难报做产学的用时带来型放康游学实经意庭,分愿在意合检将内部发展,群管人意上不舞紫,避道常与材料随家和摄度等机钱证能的是下降相关,
3.6
台a微mierg-racture(olcomnpoites 在微观腰面上发生的如基体失效(小裂纹,开裂),纤维/基体界面失效(脱粘)或纤维拔出,以及新绣
失效(新我,感感)之类的局部失效机制
核:就源提的意商爱合就科的用都过妞起的,多个微保货的最识馨改发离放坏,你由此确定妞阅要皮和寿务。
美人员资媒
按本文件实施检#的人员,宣按照1SO9712我合同客方间意的体茶进行费格蒙定与就证,并面购主整就花强对就进行添位培和换授款。
5离发谢装和离特性
5.1发游滚机期
愿利宏观新装机創寻的FRP损房产生高活度利高凌的商复射信号,医此造用于产发射检测 (AT).
声发射检塑的常览FR产换伤机制包措以下方面:
& GB/T42870--2023/IS018249:2015
基体开裂轩维基体界面脱粘舒维拔出纤维断裂,层内戒层间装效扩展(分层/劈裂)。 来自于FRF产生的声发射练果取决于多种因素,如材料分、层压销层工艺,創造工艺,不连绒
性、外加载荷、几何形状和环境检测条件(潮度、湿瘦、液体或气体介费或紫外线物射)。对给定条件下声发射现象的辉释应注意这些影响因素,并具备已知应力条件下对特定材料和结构进行声发射检测的胶
FRP在新装时产生真有很高括度的实度避声发射:然而很可能表现为连续型声发射。 对于某些类燕的结构,在给定条件下出现分布广泛的基体或界面徽观断装声发射照于正常现象。
这光其在新额造的FRP结构的第次加蒙试验期间出现:当检测过馨中首次出现显著声发射现象时,其对应的综合应变在0.1%~0.3%之间。
商潮度优化的复合材料由于基体应变低,可在相对教高的磨力下产生第一次显著的声发射,对子高理意复合材料,通震在材料极限强爱的40%%0%的应力水免下,除未其能声发射外,言
次观察到曼装区别于其您声发射源的纤维断装声发射。
FRP结构的一种正常声发射现靠还表现为在不同区城声发射活度高低交替变化,这是由于扇部应力致新分布面导登葛险力水平不新集中型化勤产生的
材料中的产重不连续或其他严觉应力集中是FRP结构失效的一种主要影响因素,这些结构同部也正是声发射活度的靠中部位。
相发,由于赛试而保持不受应力案中影端的局部区域中的不续以及在非黛婴结构的不连续将不产生异需声发射。 5.2波的传播和竞减特性
在大型结构中传播的声发射被受散和衰减效应的影哟。 整合费体复合材料是一种不均寸的各间异性材料,在许多应新合,多被设计为薄板战壳体纯
构。海板最凭体中的声减主婴以极费模添(如婚波)进行传播,纤维的微和排列方周导教了材料的各向异性,这也导致板被的速度,衰减和大获散均具有定的方向性。
声波在FRP中的传摄,其额幅和频率随距离变化显蓄,变化程度格欣决于传播方向,材料特性,厚度和凝试对象的儿何形状
对测试对象的典迎区进行衰减待性测盘,成符合EN14584中的规定。 应量化喷嘴和辅质附件的遮蔽教应,并应通过试验薄试流体介质对传导的影响。 宠减特性应在不问的方向上测量,特期是平行和垂直于纤继主婴取向的方向。对于有部分填充的
诺试对象,放在度罚上方和下方分别潮意豪赢,
对手FRP压结构,波传播500mn左右的距愿,案发信导信剪度套藏可最在20dB50dB的
范国内。垂直于纤绘方尚的衰通常相比平行方向商得多。
注1:来自Hsu-Nieisen的蜂锁探领能随教FRP材料在络构的不网区城中的特定粘弹性特性两变化,注2:Hu-Nialsua都是指铬第芯断费产生的声发射源:
5.3检测黑度
如果试验溢度接近基体的转变温度范暖,如性魔性转变《半结晶基体的?范激)或被璃像胶转变(无定形基体的购豫),厕FR结构的机械特性(附魔、强度)和声学特性(波速,衰减)以及声发射活度和声发射波的特性(敬形、谱)将发生毅大变化,
3 GB/T42870—2023/ISO18249:2015
声发射检测结果的数据评价和解释应注意加载过程检测温度的变化。 5.4源定位
对FRP结构中的声发射源精确定位很难。复合材料衰减严重,在实际监测时声发射撞击仅被最近的传感器获取,源定位信息通常为区域定位。当声发射源具有足够的能量使各个传感器获取信号,且到达不同位置传感器的时间不同,声发射源的线性定位或平面定位可作为有用的补充,主要用于高能量声发射源的定位。在进行时差定位时应特别注意声速和衰减通常随FRP传播的方向不同而变化。
对FRP使用定位方法时应注意,FRP材料具有的很高发射率将产生严重的撞击重叠,使得来自不
司声源的撞击被鉴别为一个声发射定位事件,从而产重影响时差定位的有效性和准确性。
合理选择声发射传感器间距和布置方式宜考虑以下因素: a) 传感器频率范围
频率低的传感器可检测范围大,但也更容易接收噪声信号。对FRP检测时,通常将高频传感器(100kHz~300kHz)用于监测高应力的局部区域,而将低频传感器(30kHz~60kHz)用于构件的整体监控。通常同时使用两种频率范围的传感器进行检测。 在FRP板的声发射检测中,不同频率的传感器典型检测范围如下:150kHz传感器的监测范围为400mm~700mm;60kHz传感器的监测范围为600mm~1200mm;30kHz传感器的监测范围为900mm~2000mm或更高。具体检测范围主要取决于材料本身。 对于声发射源机制的研究,可优先使用宽频带声发射传感器。
b) 传播和衰减的方向性
受衰减的影响,在衰减较高的方向应布置更多的声发射传感器。采用与方向相关波速的定位技术时将获得更高的定位精度。在系统软件不能处理方向速度的情况下,使用虚拟传感器定位技术可改善定位性能。定位有效性的检查宜采用Hsu-Nielsen法或其他声发射模拟源。
c)定位性能
对低能量的声发射信号进行平面定位时,应使用更多的声发射传感器以满足平面定位所需的最少三次的撞击。 对于小试样或大型结构的局部区域进行监测时,使用平面定位更有效。
5.5纤维增强聚合物的声发射信号分析
纤维增强聚合物的声发射信号分析包含以下方法: a)基于撞击、能量和有效值电压(RootMeanSquare,RMS)的数据处理
对于大多数应用场合,被检件都不宜临近失效,FRP与金属材料的声发射信号处理技术没有明显差异。其主要区别在于,由于混响反射较少的缘故,高频信号持续时间明显缩短。当损伤开始萌生,声发射发射率将明显高于金属材料。 应设置合适的检测参数以便适应这种信号的采集与处理,例如设置较短的鉴别时间。如遇到非常严重的损伤可能以连续声发射信号的形式表现,在这种情况下,宜对信号进行连续信号表征参数的补充分析,例如采用RMS、平均信号电平(AverageSignalLevel,ASL)或绝对能量等特征参数。
b)实时分析
实施监测在反馈加载条件下的安全状况时,应使用明确的标准进行声发射实时分析。如有必要,应绘制声发射特征参数和其他参数的实时图表以帮助决定是否停止检测。
c)事后分析
事后分析通过对已知噪声源的滤除,并使用一些可能无法在实时分析时使用的应用分析工具,实现对声发射数据的深入了解。
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