面向PBX工程应用的声发射损伤监测方法研究
发布时间：2021-02-23 19:42
为保证高聚物粘结炸药（PBX）应用的安全性和可靠性,有必要对其进行长期监测。声发射作为一种实时监测技术已被应用于PBX损伤监测研究,但是目前该技术还不能满足面向PBX工程应用的声发射监测要求。首先,对PBX宽温域环境下声发射应力波传播规律的认识存在不足,难以进行精准监测。其次商用压电声发射传感器存在尺寸大、不能在狭小空间中使用,电传感、存在安全风险,抗电磁干扰性能低等缺点,亟待发展安全、小型的声发射传感器。光纤光栅传感器（FBG）具有尺寸小、柔韧和抗电磁干扰等特点,被广泛应用于航天、土木、桥梁等领域的温度与应变测量,同时也因其优异的工程应用表现而被声发射技术方向的相关学者关注。目前,FBG作为声发射传感器还停留在实验室研究阶段,没有应用于PBX声发射损伤监测相关研究工作,一是需研究能够解调FBG作为声发射传感器的光电信号处理系统,二是需要验证PBX损伤监测和损伤定位的可行性,三是PBX服役的宽温域环境对FBG声发射系统的环境适应性提出了更高的要求。因此,本文在调研声发射监测技术研究现状的基础上,以PBX炸药作为研究对象,围绕声发射损伤与定位监测技术开展了一系列的研究工作。首先,搭建了用...
【文章来源】：中国工程物理研究院北京市
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１声发射监测系统??
?面向ＰＢＸ工程应用的声发射损伤监测方法研究???的衰减特性有影响，结果表明厚壁构件的衰减系数为０．０７４ｄＢ／ｃｍ，薄壁构件的衰减系数??０．０２７ｄＢ／ｃｍ〇张伟斌［１９］实验得出ＰＢＸ的超声增益值与ＰＢＸ的厚度线性相关，如图１．２??所示，随着ＰＢＸ构件厚度的增加，超声增益值增加，即较厚的ＰＢＸ构件衰减程度大。??６〇?￣￣：￣：￣￣：￣￣：￣￣：￣￣：￣￣：￣￣：￣￣：￣￣??？?？？？？？？？？??５〇?？…十？？？？—？？??增?４〇?——■！?ｉ－—?Ｓ－—??益?丨Ｉ?ｉ丨?ｉ／Ｉ?：?ｉ?ｉ??值?：：：??＆?３０??Ｊ????■?Ｉ?？?？?Ｉ?？?？?＇?？??．？？？？＜？？?？？—？？？“？？？？十？？？？卜■？？？＋？？？？??？?事?■響章續黎靡??２〇?－…■：…１■…二」…??！?＼＾－＜＾＼?：?Ｓ?｜－？－?ＰＢＸ－９００３－??川?？…卜．＾．．｜?？?卜??３０?４０?５０?６０?７０?８０??厚度／ｍｍ??图１．２炸药厚度与超声增益的关系图１１９］??１．３．３声发射信号数据分析方法??声发射分析方法通常采用特征参数分析法，采集的应力波波形可提取出常用的声发??射特征参数（如振铃计数、能量、上升时间、幅值、持续时间等），如图１．３所示。通过??特征参数之间的两两关联，可识别出声发射源的严重程度，对声发射源进行定量分析［３９］。??通过特征参数法也可识别出声发射源的性质，对声发射源进行定性分析。比如利用特征??参数之间的关系可以分类复合材料的裂纹，利用平均频率（时间数／持续时间）和ＲＡ值??（上升时间／最大幅值）
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【参考文献】：
期刊论文
[1]PBX模拟材料内应力激光超声掠面纵波检测方法研究[J]. 周海强,裴翠祥,刘文文,弋东驰,杨占锋. 含能材料. 2018(09)
[2]高温及机械应力对PBX力学行为的影响规律及机理分析[J]. 唐明峰,温茂萍,涂晓珍,蓝林钢,代晓淦. 含能材料. 2018(02)
[3]非线性超声技术检测TATB基PBX微损伤[J]. 杨占锋,田勇,周海强,张伟斌,李敬明,李卫彬. 含能材料. 2017(12)
[4]粘结剂含量对热压TATB基PBX残余应力的影响[J]. 温茂萍,唐维,董平,唐明峰,付涛,詹春红. 含能材料. 2017(08)
[5]一种用于变压器局部放电在线监测的光纤声发射传感器实验研究[J]. 马宾,徐健. 光谱学与光谱分析. 2017(07)
[6]Acoustic emission detection using intensity-modulated DFB fiber laser sensor[J]. 杨郯,宋颖,张文涛,李芳. Chinese Optics Letters. 2016(12)
[7]高聚物黏结炸药的力学性能研究进展[J]. 李尚昆,黄西成,王鹏飞. 火炸药学报. 2016(04)
[8]超声端点反射法检测PBX表面裂纹深度[J]. 宗和厚,张伟斌,肖丽,周海强,杨占锋. 含能材料. 2016(02)
[9]孔隙率对PBX热导率影响的数值模拟[J]. 韦兴文,李明,周筱雨,黄忠. 含能材料. 2013(05)
[10]TATB基高聚物粘结炸药高温力学性能[J]. 涂小珍,张波,韦兴文,王维欣. 含能材料. 2013(03)
博士论文
[1]新型光纤传感器及其在纤维复合材料的声发射源定位研究[D]. 付涛.哈尔滨工业大学 2014
硕士论文
[1]应力波在弹塑性煤岩体中传播衰减规律研究[D]. 李建功.山东科技大学 2008
[2]高聚物粘结炸药超声检测与评价技术及应用研究[D]. 张伟斌.四川大学 2006
[3]利用声发射技术研究高聚物粘结炸药的损伤与断裂特性[D]. 赵方芳.中国工程物理研究院北京研究生部 2000
本文编号：3048123
【文章来源】：中国工程物理研究院北京市
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１声发射监测系统??
?面向ＰＢＸ工程应用的声发射损伤监测方法研究???的衰减特性有影响，结果表明厚壁构件的衰减系数为０．０７４ｄＢ／ｃｍ，薄壁构件的衰减系数??０．０２７ｄＢ／ｃｍ〇张伟斌［１９］实验得出ＰＢＸ的超声增益值与ＰＢＸ的厚度线性相关，如图１．２??所示，随着ＰＢＸ构件厚度的增加，超声增益值增加，即较厚的ＰＢＸ构件衰减程度大。??６〇?￣￣：￣：￣￣：￣￣：￣￣：￣￣：￣￣：￣￣：￣￣：￣￣??？?？？？？？？？？??５〇?？…十？？？？—？？??增?４〇?——■！?ｉ－—?Ｓ－—??益?丨Ｉ?ｉ丨?ｉ／Ｉ?：?ｉ?ｉ??值?：：：??＆?３０??Ｊ????■?Ｉ?？?？?Ｉ?？?？?＇?？??．？？？？＜？？?？？—？？？“？？？？十？？？？卜■？？？＋？？？？??？?事?■響章續黎靡??２〇?－…■：…１■…二」…??！?＼＾－＜＾＼?：?Ｓ?｜－？－?ＰＢＸ－９００３－??川?？…卜．＾．．｜?？?卜??３０?４０?５０?６０?７０?８０??厚度／ｍｍ??图１．２炸药厚度与超声增益的关系图１１９］??１．３．３声发射信号数据分析方法??声发射分析方法通常采用特征参数分析法，采集的应力波波形可提取出常用的声发??射特征参数（如振铃计数、能量、上升时间、幅值、持续时间等），如图１．３所示。通过??特征参数之间的两两关联，可识别出声发射源的严重程度，对声发射源进行定量分析［３９］。??通过特征参数法也可识别出声发射源的性质，对声发射源进行定性分析。比如利用特征??参数之间的关系可以分类复合材料的裂纹，利用平均频率（时间数／持续时间）和ＲＡ值??（上升时间／最大幅值）
ｓｅｔｉｍｅ??ｆ?釋??Ｃｏｕｎｔｓ??－１＾－１???，???，???，???，???，??０?５０?１Ｘ?１５０?２００?２５０??Ｔｉｍｅ?［ｐｓ］??ＦＦＴ／?ＮＳｓ＼＾??〇．〇３－Ｉ?１＞２??＿?ＷＥ．?｜?ｌ。＇?參??ｉ?；??？ｒ［ｗＪＵ?Ｗｗ義??０?１００?２００?３００?？０?５００?Ｔｉｍｅ?［ｕ．］?＾?４００??Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ?［ｋＨｚ］?５００?０?Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ?（ｋＨｚ】??图１．３声发射应力波形及其特征参量和经过快速傅里叶变化后频谱图和小波变换图Ｉ３９】??１．４基于光纤光栅声发射监测的研宄现状??由于声发射信号极其微弱，传播规律复杂，需要借助一些仪器进行监测、记录、分??析声发射源的位置、特性及严重程度。传感器是保证声发射监测有效开展的关键器件。??商用的声发射监测系统是由压电传感器和声发射监测仪组成，压电传感器直接将监测到??的振动信息转换为电信号输出，在声发射监测仪上记录和显示。基于压电传感器的声发??射系统信号调制解调简单、监测灵敏度高，已广泛应用于各领域的声发射监测。但是，??压电传感器体积较大，易受电磁干扰，不利于分布式传感定位，难以实现智能结构。因??此，声发射传感器正在向微型化方向发展，现己发展了压电晶片主动传感器［４Ｇ］、ＰＶＤＦ??压电传感器［４＼光纤传感器［４２］等多种微小型传感器。其中光纤传感器因直径仅有２５（Ｈｉｍ??？５０（Ｈｕｎ，能对温度、应力、振动等多参量进行监测，不受电磁干扰等优点在微小型传感??器中脱颖而出。??目前，应用于声发射监测的光纤传感器类型主要有：相位调制型光纤传感
【参考文献】：
期刊论文
[1]PBX模拟材料内应力激光超声掠面纵波检测方法研究[J]. 周海强,裴翠祥,刘文文,弋东驰,杨占锋. 含能材料. 2018(09)
[2]高温及机械应力对PBX力学行为的影响规律及机理分析[J]. 唐明峰,温茂萍,涂晓珍,蓝林钢,代晓淦. 含能材料. 2018(02)
[3]非线性超声技术检测TATB基PBX微损伤[J]. 杨占锋,田勇,周海强,张伟斌,李敬明,李卫彬. 含能材料. 2017(12)
[4]粘结剂含量对热压TATB基PBX残余应力的影响[J]. 温茂萍,唐维,董平,唐明峰,付涛,詹春红. 含能材料. 2017(08)
[5]一种用于变压器局部放电在线监测的光纤声发射传感器实验研究[J]. 马宾,徐健. 光谱学与光谱分析. 2017(07)
[6]Acoustic emission detection using intensity-modulated DFB fiber laser sensor[J]. 杨郯,宋颖,张文涛,李芳. Chinese Optics Letters. 2016(12)
[7]高聚物黏结炸药的力学性能研究进展[J]. 李尚昆,黄西成,王鹏飞. 火炸药学报. 2016(04)
[8]超声端点反射法检测PBX表面裂纹深度[J]. 宗和厚,张伟斌,肖丽,周海强,杨占锋. 含能材料. 2016(02)
[9]孔隙率对PBX热导率影响的数值模拟[J]. 韦兴文,李明,周筱雨,黄忠. 含能材料. 2013(05)
[10]TATB基高聚物粘结炸药高温力学性能[J]. 涂小珍,张波,韦兴文,王维欣. 含能材料. 2013(03)
博士论文
[1]新型光纤传感器及其在纤维复合材料的声发射源定位研究[D]. 付涛.哈尔滨工业大学 2014
硕士论文
[1]应力波在弹塑性煤岩体中传播衰减规律研究[D]. 李建功.山东科技大学 2008
[2]高聚物粘结炸药超声检测与评价技术及应用研究[D]. 张伟斌.四川大学 2006
[3]利用声发射技术研究高聚物粘结炸药的损伤与断裂特性[D]. 赵方芳.中国工程物理研究院北京研究生部 2000
本文编号：3048123
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