什么是声发射？

1、什么是声发射？

声发射一种常见的物理现象，大多数工程材料变形和断裂时都有声发射产生，如果释放的应变能足够大，还可产生人耳听得见的声音。例如坐在椅子上晃动身体时，可以听到咯吱声。可是许多材料的声发射信号强度一般很弱，人耳不能直接听见，需要借助灵敏的声发射传感器才能检测出来。

通过接收和分析这种声发射信号来评定材料性能或结构完整性的检测方法称为声发射检测技术。材料在应力作用下的变形与裂纹扩展，是结构失效的重要机制。这种直接与变形和断裂机制有关的源，被称为声发射源。流体泄露、摩擦、撞击、燃烧等于变形和断裂机制无直接关系的另一类弹性波源，被称为其他或二次声发射源。

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2、声发射信号的处理技术

声发射检测的最主要目的之一是识别产生声发射源的部位和性质，而声发射信号的处理是解决这一问题的唯一途径。在声发射信号的处理和分析方面，除常用的经典声发射信号参数和定位分析方法之外，我国目前开展了处于世界前沿的基于波形分析基础之上的模态分析、经典谱分析、现代谱分析、小波分析和人工神经网络模式识别技术研究，另外也对声发射信号参数采用了模式识别、灰色关联分析和模糊分析等先进的处理技术，我国还自主开发了进行各种信号分析和模式识别的软件包。通过采用这些信号处理与分析技术，可以在不对声发射源部位进行其它常规无损检测方法复检的情况下，直接给出声发射源的性质及危险程度。

声发射发生在材料和结构的机械加载过程中，伴随着产生局部弹性波源的结构变化。这会导致材料的表面位移很小，而弹性波或应力波是在材料或其表面积聚的弹性能迅速释放时产生的。

3、声发射检测技术的特点

每一个声发射源的发现都意味着声发射系统的应用，声发射检测方法在许多方面不同于其他常规无损检测方法，其优点主要表现为：
l是一种动态检测方法，被探测到的能量来自被检物体本身，而非由检测仪器提供
l对线性缺陷较为敏感，能够检测缺陷在外加结构应力下的活动情况
l能够整体检测和评价整个结构中缺陷的状态
l可提供缺陷随载荷等外变量而变化的实时或连续信息
l对被检测物体的接近要求不高
l可用于在役压力容器的检测
l用于压力容器的耐压试验时可预防由未知不连续缺陷引起的被检物灾难性失效和限定其最高工作压力
l适用于几何形状复杂的物体检测
通过发现隐藏的缺陷，甚至是不能触及的某些结构部位的隐藏缺陷，以阻止破坏的蔓延。这就是声发射检测/监测的主要作用。

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声发射源产生的声波在结构健康监测、质量控制、系统反馈、过程监测等领域具有实际意义。在SHM应用中，声发射通常用于检测、定位和表征损伤。

审核编辑 黄宇