2015毕业设计(论文)开题报告11081224胡启鹏.docVIP

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毕业设计(论文)开题报告 题目 钢材损伤声发射检测试验研究 专 业 名 称 测控技术与仪器 班 级 学 号 学 生 姓 名 胡启鹏 指 导 教 师 李秋峰 填 表 日 期 2015 年 3 月 1 日 一、选题的依据及意义: 随着工业技术快速发展,金属材料在工程中应用越来越普遍,对其性能、安全等也就有了更严格的要求,所以必须探明结构或构件其内部的缺陷以及其他的异常情况。对于检验技术,它的发展经历了从有损检测到无损检测两个阶段,有损检测,如机械检验中的硬度试验,冲击韧性试验等,在检验材料的过程都会带来较大负面影响甚至造成破坏的后果;无损检测技术其显著特点是不伤害检测材料而且不改变材料的使用性能等,所以被广泛应用在各种科研以技术及工程检测中。现阶段常用的无损检测技术有激光、超声波、射线和声发射。其中声发射技术开始于凯塞20世纪50年代,作为一种动态的无损检测方法,对动态缺陷相当敏感,特别适用于动态实时监测,如缺陷萌生、扩展等过程都能通过检测到的声发射及时发现,而且接收到的声发射应力波来自缺陷本身,所以可以获得有关缺陷丰富的信息,较其他无损检测方法灵敏度高。作为一种重要的无损检测技术,声发射检测现已广泛应用于航空、化工、铁路、汽车、建筑和电力等许多领域的金属结构或构件中,所以取得的金属材料研究成果通用性受到一定限制,故现阶段对金属材料的声发射研究还在不断的实验中以获取更为普遍的声发射规律,丰富声发射信息,便于以后通过声发射数据库对复杂情况下损伤的识别。几十年来的发展,尽管声发射技术得到广泛的应用,但现今声发射技术还是一门理论落后于实践的学科。对于损伤的检测主要还处于定性分析,而准确地对材料损伤进行定量分析还是一个待解决的问题。如果能基于损伤理论通过声发射特征参数建立金属材料通用性较好的模型,这对保障人民生命财产安全具有重大意义。 二、国内外研究概况及发展趋势: 现代声发射技术的发展史以20世纪50年代初德国学者Kaiser所做的研究工作为重要标志。当时,Kaiser把声发射和材料受力的力学过程紧密联系起来,发现材料在被重新加载的期间,当应力值未达到上次加载最大应力不产生声发射,材料的这种不可逆现象称为Kaiser效应。同时他还提出了连续型和突发型声发射信号的概念。随后Scnofiekd和Tatro等对声发射进行了大量试验研究,发现声发射信号来源于位错(塞积、滑移)和交错位移等材料的内部机制,且一定程度上受到表面状态对它的影响。到50/60年代,美国、日本和德国等许多国家的研究学者对不同材料和构件进行了大量的研究试验,获取了各种材料的声发射源物理机制,并逐步将其推广到工程结构或构件材料的无损检测领域。其中很重要的一个标志就是Dunegan首次将声发射检测技术与压力容器的检测相结合,实现了声发射检测技术在压力容器的检测领域的实践运用。在声发射机理研究的同时,声发射仪器也不但更新进步。70年代初,Dunegan等人率先开展了现代声发射仪器的研制,为满足检测需要,他们将试验频率提高到lOOkHz-lMHz,这标志着声发射试验技术的重大进展。随着现代声发射仪器的不断研制及推广,声发射检测技术也逐渐由原来的实验室材料研究朝向大型结构现场监测等领域发展。20世纪80年代初,美国PAC公司成功实现将现代微处理计算机技术引入到声发射检测系统,同时开发了一系列多功能检测以及数据分析的软件。在此阶段声发射检测技术在储罐、管道以及金属和玻璃钢压力容器等重要领域开始进入工业化应用,应用甚广。90年代,美国物理声学公司(PAC公司)、德国Vallen公司和俄罗斯等仪器生产厂家分别研究开发并生产了功能强大的多通道声发射检测系统。该检测系统主要功能有:实时测量声发射信号特征参数;进行声发射源定位分析;一定程度实现声发射波形的观察、记录以及对波形进行频谱分析等。同时,由于这个系统的投入使用,声发射检测仪器也进入了一个把声发射信号特征参数和波形结合起来分析的发展阶段,不过该阶段仍以参数分析方法为主导。从80年代后期至今,声发射技术的研究以及对仪器设备的研制从未停滞。到现在,德国Vallen公司已经研发出了第五代多通道声发射检测仪器和相关配套的声发射信号处理软件包,这大大方便了对信号的分析、处理。可见,声发射仪器日趋更新,不断满足人们工程检测的需求。而对于声发射机理方面的理论研究比较少,但其实际运用性强、独特的检测优越性并不阻碍人们对它的应用。20世纪70年代初声发射检测技术引入我国,当时正处于我国断裂力学发展的高峰,研究工作者迫切希望通过声发射对裂纹开裂点进行预报和测量。中科院沈阳金属研究所、航天部44所、机械部合肥通

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