[发明专利]一种基于声发射活动性分析的蠕变强度测试方法

说明书

本发明提供一种基于声发射活动性分析的蠕变强度测试方法，包括提供固体材料试件、在适当测试时间内，向固体材料试件持续施加恒定荷载并采集声发射波、设置声发射门槛值，记录声发射事件率、对声发射事件率的变化规律进行判断，直接获取固体材料试件的蠕变强度。采用本发明的技术方案，利用声发射技术首先对固体材料的声发射波进行实时监测，继而通过统计的方法获取声发射事件率，根据声发射事件数的变化规律直接获取固体材料的蠕变强度，简化了蠕变强度测试过程，缩短了测试时间，降低了测试时间成本，提高了测试结果的可靠性。

技术领域

本发明涉及声发射技术领域，特别是指一种基于声发射活动性分析的蠕变强度测试方法。

背景技术

固体材料的蠕变强度是固体工程应用的一个重要力学指标。蠕变强度，是保持作用于固体材料上的荷载恒定状态下，理论上固体材料可以永久保持不被破坏的最大荷载，在岩石力学领域，与岩石的永久强度相当。蠕变是固体流变力学性质中的一种性质，它是指固体材料在恒定的荷载作用下变形持续加大的现象，固体材料的蠕变变形破坏曲线示意图如图1所示，由于固体材料的蠕变特性，当荷载超过蠕变强度后，材料并不马上发生破坏，一般在初始的快速变形，如图1中的第I阶段之后，会经历一段时间的缓慢变形如图1中的第II阶段之后，才发生快速的变形破坏，即图1中得第III阶段，这种现象对工程安全造成了极大的威胁。因此，准确获取固体材料的蠕变强度十分重要。现有技术中，通常在侧视固体材料试件的蠕变强度时，需要在适当测试时间内，向固体材料试件持续施加恒定荷载，并采集固体材料试件在该测试时间以内的声发射波，最后再根据声发射波的波形变化规律对固体材料试件的受破坏程度进行判断，由于向固体材料试件持续施加的恒定荷载大小具有很大的随机性和不确定性，往往在一次测试过程中并不能根据声发射波的波形变化规律对固体材料试件的受破坏程度作出判断，因此，测试过程耗费了测试人员大量的时间和精力，往往需要花费数天或数月的时间进行测试，测试的时间成本极高，同时，由于所施加在固体材料试件之上的恒定荷载越接近蠕变强度，所获得的声发射波波形变化规律越接近，测试人员往往无法从这些相接近的声发射波波形中找出其中决定固体材料试件蠕变强度的关键因素和决定性指标，因此，也就无法获得量化的蠕变强度值。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种基于声发射活动性分析的蠕变强度测试方法。

本发明通过以下技术方案得以实现。

本发明提供了一种基于声发射活动性分析的蠕变强度测试方法，包括以下步骤：

步骤一：提供固体材料试件；

步骤二：在适当测试时间内，向步骤一中所述固体材料试件持续施加恒定荷载，并采集固体材料试件在该测试时间以内的声发射波，所述声发射波由若干个振幅不同的连续波峰组成；

步骤三：观察步骤二中所述声发射波波形，设定一个声发射波振幅门槛值，在步骤二中所述测试时间以内，每当出现至少5个连续的波峰振幅大于所述声发射波振幅门槛值时，则截取该段声发射波作为一个声发射事件，定义声发射事件率为单位时间以内的声发射事件数；

步骤四：对步骤三中所述声发射事件率进行统计，当在所述测试时间以内，所述声发射事件率逐渐递减，则将该次测试时间施加在所述固体材料试件之上的恒定荷载作为该固体材料试件的蠕变强度。

步骤二中所述恒定荷载为所述固体材料单轴压缩强度的60％。

步骤二中所述声发射波振幅门槛值为30dB至40dB。

所述基于声发射活动性分析的蠕变强度测试方法还包括：

在进行步骤四时，对所述声发射事件率进行统计，当在所述测试时间以内，所述声发射事件率逐渐递减至零，并且在之后的时间以内持续保持为零，则在步骤一中所述恒定荷载的基础上向所述固体材料试件持续施加一个增量荷载A，重复步骤二至步骤四。

所述增量荷载A为所述固体材料单轴压缩强度的5％。