[发明专利]基于线弹性断裂力学及声发射参数的在役16锰钢承力件疲劳裂纹扩展阶段评估系统

摘要

本发明公开了一种基于线弹性断裂力学及声发射参数的在役16锰钢承力件疲劳裂纹扩展阶段评估系统，该系统由线弹性断裂力学分析单元(1)、原始波形信号提取单元(2)、声发射参数均值分析单元(3)、疲劳裂纹扩展阶段等级评定单元(4)和预警单元(5)组成。这种方法所评估的疲劳裂纹阶段，既包含断裂力学的阶段信息又具备声发射信号的阶段变化信息，因此较传统的线弹性断裂力学方法能够更准确及时以及全面的判断疲劳裂纹扩展阶段，便于对16Mn钢的疲劳裂纹扩展阶段做出正确的评估，从而做出预警，减少装备及人员伤亡等损失。

主权项

一种基于线弹性断裂力学及声发射参数的在役16锰钢承力件疲劳裂纹扩展阶段评估系统，其特征在于：该系统由线弹性断裂力学分析单元(1)、原始波形信号提取单元(2)、声发射参数均值分析单元(3)、疲劳裂纹扩展阶段等级评定单元(4)和预警单元(5)组成；其中，声发射参数均值分析单元(3)由声发射参数提取模块(31)、声发射参数均值计算模块(32)组成；所述的声发射参数均值计算模块(32)由声发射幅值均值计算模块(32A)、声发射计数均值计算模块(32B)和声发射平均频率均值计算模块(32C)组成；线弹性断裂力学分析单元(1)首先对由应变测试装置得到的裂纹长度和应力信息进行处理，得到裂纹扩展速率以及应力强度因子，并分析判断裂纹扩展阶段是否处于的线弹性断裂力学裂纹稳定扩展阶段；若判断裂纹扩展阶段是处于线弹性断裂力学裂纹稳定扩展阶段，则进入原始波形信号提取单元(2)；若否则进入疲劳裂纹扩展阶段等级评定单元(4)；原始波形信号提取单元(2)对接收的多路传感信息Sn进行模数转换后输出声发射波形信息f0(T)；声发射参数提取模块(31)采用对声发射波形信息f0(T)进行处理得到声发射幅值A、计数C、平均频率AF等参数信息，然后传递给声发射参数均值计算模块(32)；在该模块的声发射幅值均值计算模块(32A)、声发射计数均值计算模块(32B)和声发射平均频率均值计算模块(32C)中分别对幅值、计数、能量等参数进行均值化计算处理；最后输出疲劳裂纹扩展阶段矩阵V＝[A′，C′，AF′]给疲劳裂纹扩展阶段等级评定单元(4)进行疲劳裂纹扩展阶段以及损伤等级的评定；预警单元(5)接收到报警启动信号后，触发启动开关输出提示音。