一种三轴加载下固定声发射探头造成的围压误差补偿方法

专利2025-07-02  36


本发明涉及试验仪器精度,特别是指一种三轴加载下固定声发射探头造成的围压误差补偿方法。


背景技术:

1、声发射检测技术自20世纪70年代引入我国以来,因其具备实时、在线和整体检测的特点,能够完成其他常规检测所不能实现的任务,已在石油、石化、电力、航空航天、冶金、铁路、交通、煤炭、建筑、机械制造及加工等领域得到了迅速的发展。在一些难以停产检修的设备上,声发射检测技术的在线监测优势尤为显著。在线监测不仅解决了用户在生产与安全方面的难题,而且深受广大用户的欢迎。

2、通过在线监测,可以实现实时动态监控检测,并且仅显示和记录扩展的缺陷,这意味着检测结果与缺陷尺寸无关,而是显示正在扩展的最危险缺陷。因此,在应用声发射检验方法时,可以按照缺陷的危险程度而非尺寸对缺陷进行分类。按照这种分类方法,在构件承载时,工件中应力较小部位的尺寸较大的缺陷不被划为危险缺陷,而应力集中的部位按照规范和标准要求允许存在的缺陷因扩展而被判定为危险缺陷。

3、目前在室内试验中,固定声发射探头的方式主要包括通过胶带绑扎固定和热熔胶粘接固定。然而,热熔胶等粘接固定方式会与耦合剂共同作用,导致声发射监测数据的准确度降低。使用胶带绑扎固定声发射探头时,试块破坏过程中存在扩容现象,绑扎的声发射探头会对试块施加环向压力,从而导致与设定围压存在误差。因此,消除这种误差以保证试验的准确性成为声发射试验中的重要内容。


技术实现思路

1、为了解决现有技术中粘接固定方式时使用热熔胶等粘接固定方式时,会与耦合剂共同作用,导致声发射监测数据的准确度降低;以及绑扎固定方式时使用胶带绑扎固定声发射探头时,试块破坏过程中会发生扩容现象,绑扎的声发射探头会对试块施加环向压力,导致与设定围压存在误差的技术问题,本发明提供了一种三轴加载下固定声发射探头造成的围压误差补偿方法。

2、本发明提供的技术方案如下:

3、本发明提供的一种三轴加载下固定声发射探头造成的围压误差补偿方法,包括:

4、s1、加工表面平整的试块,在所述试块表面相互垂直设置用于监测的应变片,并捆绑固定声发射探头;

5、s2、利用三轴试验系统对所述试块施加固定围压后,轴向压缩试块直至破坏;

6、s3、通过应力-应变监测设备获取所述试块加载全过程中由所述固定声发射探头所带来的轴向应变uz和横向应变uy,重复测试应力误差的过程获取多组误差数据;

7、s4、根据弹性力学公式列出以下平衡方程,计算获取试块的径向应力σr,公式如下,

8、

9、上述式中,r表示径向坐标,θ表示环向坐标,σr表示径向应力,σθ表示环向应力,τrθ表示剪应力,通过利用相互垂直的所述应变片获取轴向应变uz和横向应变uy,所述试块在三轴压缩过程中应变小,环向应变延圆周形变时近似和圆周相切,此时将环向应变金思维横向应变进行计算,因此uz=uy,则根据上式即可由监测获取的轴向应变uz和横向应变uy动态计算径向应力σr;

10、s5、将多组试验获得的应力误差曲线拟合获得围压误差补偿曲线,公式为y=a·xb-1;

11、s6、将全过程曲线输入至所述三轴试验系统,对试验过程曲线进行动态调整,保证试验的准确性;

12、s7、利用所述捆绑固定声发射探头获得的监测数据对调整的过程进行验证。

13、本发明提供的技术方案带来的有益效果至少包括:

14、(1)在本发明中,通过加工表面平整的试块和设置相互垂直的应变片,有效减少因表面不平整导致的应力集中,提高了应变测量的准确性,同时,通过多次测试获取误差数据,进一步提升了数据的可靠性;

15、(2)在本发明中,利用拟合多组试验获得的应力误差曲线,得到围压误差补偿曲线,在实际试验中进行实时误差修正,确保了试验的准确性,动态调整试验过程中的围压,保证了试验条件的稳定性和一致性。



技术特征:

1.一种三轴加载下固定声发射探头造成的围压误差补偿方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1上述的一种三轴加载下固定声发射探头造成的围压误差补偿方法,其特征在于,所述s4中根据弹性力学公式计算获取试块的径向应力具体包括:

3.根据权利要求1上述的一种三轴加载下固定声发射探头造成的围压误差补偿方法,其特征在于,所述捆绑包括:

4.根据权利要求1上述的一种三轴加载下固定声发射探头造成的围压误差补偿方法,其特征在于,所述s4包括:

5.根据权利要求1上述的一种三轴加载下固定声发射探头造成的围压误差补偿方法,其特征在于,所述s5包括:


技术总结
本发明提供一种三轴加载下固定声发射探头造成的围压误差补偿方法,涉及试验仪器精度技术领域,方法包括:加工表面平整的试块,在试块表面相互垂直设置用于监测的应变片,并捆绑固定声发射探头;利用三轴试验系统对试块施加固定围压后,轴向压缩试块直至破坏;通过应力‑应变监测设备获取试块加载全过程中由固定声发射探头所带来的轴向应变和横向应变,获取多组误差数据;根据弹性力学公式列出平衡方程,计算获取试块的径向应力;将多组试验获得的应力误差曲线拟合获得围压误差补偿曲线;将全过程曲线输入至三轴试验系统,对试验过程曲线进行动态调整,保证试验的准确性;利用捆绑固定声发射探头获得的监测数据对调整的过程进行验证。

技术研发人员:刘广建,杜续龙,杜程,吕原君
受保护的技术使用者:宁波大学
技术研发日:
技术公布日:2024/11/11
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