LY12铝合金试件拉伸声发射信号特征分析与状态识别

丁立伟

(兖矿集团科澳铝业有限公司，山东 济宁 272000)

LY12铝合金是一种高强度硬铝，广泛应用于航空高负荷零件和构件中，如飞机结构(蒙皮、骨架、肋梁及隔框等)、铆钉、导弹构件、卡车轮毂、螺旋桨元件等[1,2]。LY12铝合金虽然应用比较广泛，但是对其进行完整损伤形成和发展过程的检测试验手段比较匮乏[3]。有研究表明声发射检测技术完全可以胜任这项任务。声发射指当材料受内/外力作用产生变形或断裂时以弹性波释放出应力-应变的现象。声发射检测技术可用于动态检测被测对象的缺陷或损伤、流体泄漏、摩擦及燃烧等情况，已广泛应用于制造、金属材料、复合材料、岩石、过程监测、压力容器及飞机探伤等领域[4,5]。声发射具有实时性强、提前预警和不影响被测对象工作状态的特点，使其具有其他无损检测技术无法取代的优势。

目前对LY12铝合金在拉伸状态下的声发射特征检测相对较少，因此检测LY12铝合金材料的多种拉伸状态下的声发射特性是十分必要的[6,7]。在此，笔者利用声发射技术研究了LY12铝合金试件在弹性、屈服、塑性变形和断裂阶段的声发射信号特征，以期获得试件状态与声发射信号特征之间的关系，为LY12铝合金材料部件的定损提供实验依据。

1 试验材料①

本次试验中所使用的材料为LY12高强度铝合金，其化学成分为：硅(0.50%)、铜(3.80%～4.90%)、铁(0.50%)、锰(0.30%～0.90%)、镁(1.20%～1.80%)、铬(0.10%)、镍(0.50%)、锌(0.25%)、钛(0.15%)、其他(0.15%)，其余为铝。先采用机械加工计数制备试件，如图1所示，试件结构尺寸420mm×50mm×2mm，无裂纹无损伤。

图1 试件尺寸

2 试验装置

试件拉伸采用WEW-100万能试验机，声发射检测装置采用美国物理声学公司的PCI-2型声发射检测系统，传感器选用谐振式传感器，其工作频率150kHz。……