玻璃纤维增强塑料压力容器声发射检测技术基础研究

The rapid development of the pressure vessel technology has made great contribution to promoting the development of the world economy. In order to realize the glass steel pressure vessel dynamic safety testing, acoustic emission dynamic detection method is proposed to carry out the dynamic mechanism and experimental research, testing, aiming to solve the following key problems: firstly, establish the finite element model of different process parameters of steel and glass are analyzed and simulated, analyzed the influence of different parameters on signal propagation characteristics, easy to realize effective detection; then based on acoustic emission signal extraction and source localization, in the complex environment, the dynamic signal receiving are analyzed, according to the acoustic signal and noise signal characteristics, noise removal through data processing, the extraction of acoustic emission signals, and by the time reversal processing, to achieve the sound source localization; the study of glass steel the damage mechanism and characteristic parameter method finally, analysis of different technological parameters of glass steel damage test Changes of characteristic parameters of process and inner link, master the damage mechanism, the realization of the damage process of various mechanical behavior of characteristic parameter characterization method, for the next step of material life and standard formulation to provide reference. The research of this project has formed the independent innovation technology is the key technology in the field of May, has important academic significance and application value.

压力容器技术快速的发展为推动世界经济发展做出了巨大贡献。为了实现对玻璃钢压力容器动态安全检测，提出声发射动态检测方法，开展动态检测机理和实验研究，旨在解决以下关键基础问题：首先建立不同工艺参数玻璃钢的有限元模型并进行理论分析和仿真研究，分析不同参数对信号传播特性的影响，便于实现有效检测；然后研究声发射信号提取和声源定位问题，在复杂工作环境中，将接收的动态信号进行分析，根据声信号和各种噪声信号特点，通过数据处理去除噪声，提取声发射信号，并通过时间反转处理，实现对声源定位；最后研究玻璃钢损伤机理及特征参数表征方法，通过实验测试分析不同工艺参数玻璃钢损伤过程的特征参数变化及内在联系，掌握损伤机理，实现损伤过程各个力学行为阶段的特征参数表征方法，为下一步的材料寿命评价和标准制定提供参考依据。本项目的研究具有在该领域的关键技术上形成自主创新技术的可能，具有重要学术意义和应用价值。

压力容器技术快速的发展为推动世界经济发展做出了巨大贡献。为了实现对玻璃钢压力容器动态安全检测，本课题提出应用声发射检测技术开展玻璃钢压力容器动态监测与实验研究，主要研究工作有：（1）建立玻璃钢有限元模型，分析模拟激励声波在结构中的传播规律，确定了声发射信号中的主要模态成分、不同方向的传播特征以及不同材料参数对声波传播特征的影响，为传感器安置和声发射信号的提取提供依据；（2）提出一种有效声发射信号的智能识别方法，采用小波包分解系数法提取声发射信号特征后，利用BP神经网络模型对信号特征向量进行有效识别，能够准确识别有效声发射信号；（3）针对不同损伤类型的声发射信号特征，采用信号频谱分析法对各类损伤特征进行了具体分析，总结各类损伤的信号特征差异；（4）推导和实现非物理加载的声发射时间反转定位算法，可大大消除传递路径和材料衰减对检测信号的影响，应用在项目研究中，完成了玻璃钢材料平面定位试验，取得了较好的结果；（5）通过力学拉伸和弯曲实验，分别采用EMD和HHT方法分析玻璃钢材料在损伤过程中的损伤机理及各个力学阶段的声发射信号时频特征，通过时频分析找出了各个损伤阶段的声发射信号特征，建立了声发射特征图谱与损伤扩展间的内在联系，实现了声发射特征参数对损伤各个阶段的评价和表征方法；（6）通过建立声发射监测试验系统，开展玻璃钢压力容器水压试验，研究压力容器在加载过程中实际的声发射信号特征，通过信号特征分析可以对压力容器工作状态和载荷水平进行分析和评价。本次研究是玻璃钢压力容器声发射检测技术的初步探索，其中很多研究内容和结果可以应用到实际监测中，为实现玻璃钢压力容器的动态监测提供参考依据。