[发明专利]一种材料失效监测装置及其分类方法

权利要求书

1.一种材料失效监测装置，其特征在于，包括旋转平台，所述旋转平台的左侧设置有X射线发射仪，右侧设置有X射线探测器；

所述旋转平台上设置有用于放置材料试样的加载装置，所述材料试样的表面设置声发射探测器，所述声发射探测器依次与信号放大器、声发射信号分析仪和电脑控制系统相连接；

所述X射线探测器与电脑控制系统相连接。

2.根据权利要求1所述的一种材料失效监测装置，其特征在于，所述材料为多相复合材料。

3.根据权利要求2所述的一种材料失效监测装置，其特征在于，所述多相复合材料为颗粒增强金属基复合材料。

4.根据权利要求1所述的一种材料失效监测装置，其特征在于，所述电脑控制系统中的信号分析软件为MATLAB软件。

5.根据权利要求4所述的一种材料失效监测装置，其特征在于，所述MATLAB软件包括X射线成像内部信息分析以及声发射信号时域和频域分析。

6.利用权利要求1-5中任一项所述的一种材料失效监测装置的分类方法，其特征在于，所述分类方法包括如下步骤：

S1通过X射线发射仪对原位加载样品进行三维扫描，得到样品加载前后内部变形与损伤信息，具体包括样品内部孔隙率分布、颗粒分布以及颗粒与界面结合情况；

S2利用声发射探测器接收样品受载时的声发射信号，并对声发射信号进行信号分析；

S3通过聚类分析结果结合三维内部信息识别颗粒、界面和基体的失效，区分不同形式的失效以及各种损伤模式所占比例。

7.根据权利要求6所述的分类方法，其特征在于，步骤S2中，信号分析包括对采集的时域信号进行主成分分析，找出影响材料失效模式的对应主成分，并对材料失效相关的主成分进行频域变换，得到不同主成分的频域特征。

8.根据权利要求6所述的分类方法，其特征在于，频域变换方法包括傅里叶变换、短时傅里叶变换和希尔伯特变换。

9.根据权利要求7所述的分类方法，其特征在于，步骤S2中，信号分析还包括按照材料常见失效模式类型利用聚类方法对信号的主成分进行聚类分析，得到每种失效模式对应的主成分信号。

10.根据权利要求9所述的分类方法，其特征在于，按照每种主成分信号所占比例计算得到不同失效模式在当前损伤状态下所占比例。