声发射检测原理

    从声发射源产生的弹性波传播到材料表面，引起可以用声发射传感器探测的表面位移，检测仪器将材料的机械振动转换为电信号，经过放大、处理和记录，固体材料中内应力的变化产生声发射信号，在材料加工、处理和使用过程中很多因素能引起内应力的变化，如位错、孪生、裂纹萌生与扩展、断裂、相变、磁畴运动、热胀冷缩、外加载荷等。

声发射检测的主要目的：
1、确定声发射源的部位
2、分析声发射源的性质
3、确定声发射发生的时间或载荷
4、评定声发射源的严重性。

    声发射检测过程可以归纳为：从声发射源发出的信号经介质传播后到达换能器，由换能器接收并输出电信号，根据这些电信号处理分析对声发射源做出正确的解释。但是由于声发射源机制本身的复杂性，以及声发射波传播过程中出现的复杂情况，使这一领域还有许多问题未解决。
    声发射的产生由于材料中局部区域快速卸载使弹性能得到释放的结果。如果固体中所有的点在同一时间收到同一机械力作用，那么这个物体在时间和空间上将同时发生运动变化，这个物体作为一个整体而运动，这个过程就不会产生波的过程，只有在局部作用时，物体各部分有速度变化，才出现波的过程。声发射源快速卸载的时间决定声发射信号的频谱，卸载时间越短，能量释放速度越快，声发射信号的频谱扩展的越高。能量释放的速度取决于声发射源的机制。理论计算表明，不同的材料和不同的声源机构，声发射信号的频率分量可以从次声频扩展到50兆赫的超声频。
   对于无限大或半无限大的理想介质，当产生局部变形时，不仅产生体积变形，而且产生剪切变形，因此，将激起两种波，即纵波(压缩波)和横波(切变波)。他们以不同的速度在介质中传播。当遇到不同界面时会产生反射和折射，任何一种波在界面反射时要产生波形变换，同时出现纵波和横波，各自按照反射定律和折射定律反射和折射，另外，在固体表面还有沿表面传播的表面波。
（1） 压缩波
在固体弹性介质中压缩变形以波形形式传播，称为弹性介质中的压缩波。由于质点振动位移和波的传播方向一致压缩波即为纵波 。
（2） 切变波
在固体弹性介质中剪切变形以波形形式传播，称为弹性介质中的切变波。由于质点振动位移和波的传播方向垂直切变波即为横波 。
（3） 表面波
在半无限大的固体物质的平面状或曲面状界面上存在的界面波称为表面波或瑞 利波。固体的表面波，其质点运动是椭圆形的。若距表面的位置变深，振动振幅就迅速减少，在约一个波长深的位置上，质点实际上处于静止状态，并不振动。
（4） 板波
如果固体物质的尺寸进一步受到限制而成为板状，则当板厚小到某一程度时，瑞利波就不会存在而只能产生各种类型的板波，板波中*主要的一种是兰姆波，即当板厚与波长相当的情况下产生的波。
 
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