為保證高聚物粘結炸藥（PBX）應用的安全性和可靠性,有必要對其進行長期監(jiān)測。聲發(fā)射作為一種實時監(jiān)測技術已被應用于PBX損傷監(jiān)測研究,但是目前該技術還不能滿足面向PBX工程應用的聲發(fā)射監(jiān)測要求。首先,對PBX寬溫域環(huán)境下聲發(fā)射應力波傳播規(guī)律的認識存在不足,難以進行精準監(jiān)測。其次商用壓電聲發(fā)射傳感器存在尺寸大、不能在狹小空間中使用,電傳感、存在安全風險,抗電磁干擾性能低等缺點,亟待發(fā)展安全、小型的聲發(fā)射傳感器。光纖光柵傳感器（FBG）具有尺寸小、柔韌和抗電磁干擾等特點,被廣泛應用于航天、土木、橋梁等領域的溫度與應變測量,同時也因其優(yōu)異的工程應用表現(xiàn)而被聲發(fā)射技術方向的相關學者關注。目前,FBG作為聲發(fā)射傳感器還停留在實驗室研究階段,沒有應用于PBX聲發(fā)射損傷監(jiān)測相關研究工作,一是需研究能夠解調FBG作為聲發(fā)射傳感器的光電信號處理系統(tǒng),二是需要驗證PBX損傷監(jiān)測和損傷定位的可行性,三是PBX服役的寬溫域環(huán)境對FBG聲發(fā)射系統(tǒng)的環(huán)境適應性提出了更高的要求。因此,本文在調研聲發(fā)射監(jiān)測技術研究現(xiàn)狀的基礎上,以PBX炸藥作為研究對象,圍繞聲發(fā)射損傷與定位監(jiān)測技術開展了一系列的研究工作。首先,搭建了用... 

【文章來源】：中國工程物理研究院北京市

【文章頁數(shù)】：69 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１聲發(fā)射監(jiān)測系統(tǒng)??

?面向ＰＢＸ工程應用的聲發(fā)射損傷監(jiān)測方法研究???的衰減特性有影響，結果表明厚壁構件的衰減系數(shù)為０．０７４ｄＢ／ｃｍ，薄壁構件的衰減系數(shù)??０．０２７ｄＢ／ｃｍ〇張偉斌［１９］實驗得出ＰＢＸ的超聲增益值與ＰＢＸ的厚度線性相關，如圖１．２??所示，隨著ＰＢＸ構件厚度的增加，超聲增益值增加，即較厚的ＰＢＸ構件衰減程度大。??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(xù)黎靡??２〇?－…■：…１■…二」…??！?＼＾－＜＾＼?：?Ｓ?｜－？－?ＰＢＸ－９００３－??川?？…卜．＾．．｜?？?卜??３０?４０?５０?６０?７０?８０??厚度／ｍｍ??圖１．２炸藥厚度與超聲增益的關系圖１１９］??１．３．３聲發(fā)射信號數(shù)據(jù)分析方法??聲發(fā)射分析方法通常采用特征參數(shù)分析法，采集的應力波波形可提取出常用的聲發(fā)??射特征參數(shù)（如振鈴計數(shù)、能量、上升時間、幅值、持續(xù)時間等），如圖１．３所示。通過??特征參數(shù)之間的兩兩關聯(lián)，可識別出聲發(fā)射源的嚴重程度，對聲發(fā)射源進行定量分析［３９］。??通過特征參數(shù)法也可識別出聲發(fā)射源的性質，對聲發(fā)射源進行定性分析。比如利用特征??參數(shù)之間的關系可以分類復合材料的裂紋，利用平均頻率（時間數(shù)／持續(xù)時間）和ＲＡ值??（上升時間／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】??圖１．３聲發(fā)射應力波形及其特征參量和經(jīng)過快速傅里葉變化后頻譜圖和小波變換圖Ｉ３９】??１．４基于光纖光柵聲發(fā)射監(jiān)測的研宄現(xiàn)狀??由于聲發(fā)射信號極其微弱，傳播規(guī)律復雜，需要借助一些儀器進行監(jiān)測、記錄、分??析聲發(fā)射源的位置、特性及嚴重程度。傳感器是保證聲發(fā)射監(jiān)測有效開展的關鍵器件。??商用的聲發(fā)射監(jiān)測系統(tǒng)是由壓電傳感器和聲發(fā)射監(jiān)測儀組成，壓電傳感器直接將監(jiān)測到??的振動信息轉換為電信號輸出，在聲發(fā)射監(jiān)測儀上記錄和顯示�；趬弘妭鞲衅鞯穆暟l(fā)??射系統(tǒng)信號調制解調簡單、監(jiān)測靈敏度高，已廣泛應用于各領域的聲發(fā)射監(jiān)測。但是，??壓電傳感器體積較大，易受電磁干擾，不利于分布式傳感定位，難以實現(xiàn)智能結構。因??此，聲發(fā)射傳感器正在向微型化方向發(fā)展，現(xiàn)己發(fā)展了壓電晶片主動傳感器［４Ｇ］、ＰＶＤＦ??壓電傳感器［４＼光纖傳感器［４２］等多種微小型傳感器。其中光纖傳感器因直徑僅有２５（Ｈｉｍ??？５０（Ｈｕｎ，能對溫度、應力、振動等多參量進行監(jiān)測，不受電磁干擾等優(yōu)點在微小型傳感??器中脫穎而出。??目前，應用于聲發(fā)射監(jiān)測的光纖傳感器類型主要有：相位調制型光纖傳感

【參考文獻】：
期刊論文
[1]PBX模擬材料內應力激光超聲掠面縱波檢測方法研究[J]. 周海強,裴翠祥,劉文文,弋東馳,楊占鋒.  含能材料. 2018(09)
[2]高溫及機械應力對PBX力學行為的影響規(guī)律及機理分析[J]. 唐明峰,溫茂萍,涂曉珍,藍林鋼,代曉淦.  含能材料. 2018(02)
[3]非線性超聲技術檢測TATB基PBX微損傷[J]. 楊占鋒,田勇,周海強,張偉斌,李敬明,李衛(wèi)彬.  含能材料. 2017(12)
[4]粘結劑含量對熱壓TATB基PBX殘余應力的影響[J]. 溫茂萍,唐維,董平,唐明峰,付濤,詹春紅.  含能材料. 2017(08)
[5]一種用于變壓器局部放電在線監(jiān)測的光纖聲發(fā)射傳感器實驗研究[J]. 馬賓,徐健.  光譜學與光譜分析. 2017(07)
[6]Acoustic emission detection using intensity-modulated DFB fiber laser sensor[J]. 楊郯,宋穎,張文濤,李芳.  Chinese Optics Letters. 2016(12)
[7]高聚物黏結炸藥的力學性能研究進展[J]. 李尚昆,黃西成,王鵬飛.  火炸藥學報. 2016(04)
[8]超聲端點反射法檢測PBX表面裂紋深度[J]. 宗和厚,張偉斌,肖麗,周海強,楊占鋒.  含能材料. 2016(02)
[9]孔隙率對PBX熱導率影響的數(shù)值模擬[J]. 韋興文,李明,周筱雨,黃忠.  含能材料. 2013(05)
[10]TATB基高聚物粘結炸藥高溫力學性能[J]. 涂小珍,張波,韋興文,王維欣.  含能材料. 2013(03)

博士論文
[1]新型光纖傳感器及其在纖維復合材料的聲發(fā)射源定位研究[D]. 付濤.哈爾濱工業(yè)大學 2014

碩士論文
[1]應力波在彈塑性煤巖體中傳播衰減規(guī)律研究[D]. 李建功.山東科技大學 2008
[2]高聚物粘結炸藥超聲檢測與評價技術及應用研究[D]. 張偉斌.四川大學 2006
[3]利用聲發(fā)射技術研究高聚物粘結炸藥的損傷與斷裂特性[D]. 趙方芳.中國工程物理研究院北京研究生部 2000



本文編號：3048123