基于聲發(fā)射技術(shù)監(jiān)測起重機箱型梁疲勞裂紋的擴展,對比Q235B標(biāo)準(zhǔn)試樣和箱型梁在疲勞試驗中的聲發(fā)射累積計數(shù)/幅值vs.循環(huán)周次曲線、聲發(fā)射累積計數(shù)/裂紋擴展速率vs.應(yīng)力強度因子幅曲線和聲發(fā)射信號頻譜特征。結(jié)果表明:箱型梁和標(biāo)準(zhǔn)試樣的聲發(fā)射累積計數(shù)/幅值vs.循環(huán)周次曲線均呈現(xiàn)基本相似的特征。頻譜分析顯示,雖然箱型梁和標(biāo)準(zhǔn)試樣的聲發(fā)射累積計數(shù)曲線在第二、三階段產(chǎn)生的主要信號的峰值頻率分布范圍不盡相同,但是在相應(yīng)兩階段產(chǎn)生的主要信號的類型(第二階段2種信號、第三階段1種信號)、相應(yīng)頻譜的峰數(shù)(第二階段出現(xiàn)單峰和雙峰,第三階段出現(xiàn)多峰)以及兩個階段頻譜峰數(shù)之間的變化(第三階段頻譜峰數(shù)均多于第二階段)均相似,說明兩者的疲勞機制存在著諸多相似之處。因此,一定程度上,能夠通過標(biāo)準(zhǔn)試樣的疲勞機制來映射箱型梁的疲勞機制,并為大型構(gòu)件的設(shè)計與應(yīng)用提供指導(dǎo)。

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圖2在對數(shù)坐標(biāo)下裂紋擴展速率與應(yīng)力強度因子幅的關(guān)系曲線:(a)標(biāo)準(zhǔn)試樣，(b)箱型梁

根據(jù)公式(1)，對da/dN和ΔK取對數(shù)并線性擬合，如圖2所示。在對數(shù)坐標(biāo)下Q235B標(biāo)準(zhǔn)試樣和箱型梁的da/dNvs.ΔK均基本呈線性關(guān)系。通過取對數(shù)線性擬合得到兩者的Paris常數(shù)及指數(shù)分別是-9.83013,3.96776;-9.89197,3.84817。其中v值均....

圖1Q235B鋼熱軋態(tài)金相照片(a)，標(biāo)準(zhǔn)四點彎板試樣尺寸(b)[6]，箱型梁疲勞試驗示意圖(c)

聲發(fā)射信號的監(jiān)測和疲勞試驗同時進行。在監(jiān)測期間均采用線性定位，利用凡士林耦合劑將傳感器緊貼在標(biāo)準(zhǔn)試樣和箱型梁的表面，具體的位置分別如圖1b和1c所示，并固定，以保證傳感器和被測試物件的表面有良好接觸。詳細(xì)的操作參照國標(biāo)《GB/T32544—2016橋式與門式起重機金屬結(jié)構(gòu)聲發(fā)射....

圖3聲發(fā)射累積計數(shù)/幅值-循環(huán)周次的關(guān)系:(a)標(biāo)準(zhǔn)試樣，(b)箱型梁

對于多數(shù)材料，疲勞斷裂過程中聲發(fā)射信號累積數(shù)變化呈現(xiàn)出3個階段[6]。圖3中，標(biāo)準(zhǔn)試樣的聲發(fā)射累積計數(shù)曲線的第一階段，聲發(fā)射信號計數(shù)在短時間內(nèi)迅速增加，且幅值相對較高，最高幅值達到60dB左右。對于箱型梁，可能是預(yù)制缺陷的影響，導(dǎo)致其聲發(fā)射累積計數(shù)曲線提前進入第二階段。Han....

圖4聲發(fā)射累積計數(shù)-ΔK曲線和Paris曲線階段轉(zhuǎn)變的比較:(a)標(biāo)準(zhǔn)試樣，(b)箱型梁

為了研究材料在疲勞斷裂過程中的潛在損傷機制，利用雙譜估計方法，將聲發(fā)射信號波形中攜帶的與損傷有關(guān)的信息從噪聲、干擾信號、混雜信號等中分離出來，進而進行研究。本研究針對聲發(fā)射累積計數(shù)曲線第二、第三階段的信號進行研究，并對其進行了頻譜分析，結(jié)果如圖5和圖6所示。在標(biāo)準(zhǔn)試樣的聲發(fā)射累積....

本文編號：3931724