预测失效：压缩下柏林石的声发射
材料科学
2016-05-31 v1
摘要
我们测量了含孔隙率高达 50 vol% 的多孔柏林石（AlPO4）在应力诱导坍塌过程中的声发射，并分析了其统计特征。应力坍塌以一系列独立事件（雪崩）的形式发生，每次雪崩都会导致样品压缩出现突变并产生相应的声发射（AE）信号。在较大的应力区间内，AE 雪崩能量的分布可近似用幂律描述。我们观察到了几种坍塌机制，其中低孔隙率矿物表现出独立突变的叠加，这些突变与失效应力处的主要坍塌无关。在高孔隙率柏林石（40% 和 50%）中，能量发射在接近失效点时有所增加。相比之下，低孔隙率样品未显示此类能量发射增加；相反，在接近主要失效点附近，其能量指数降低至约 1.4，这与报道的显示临界行为的压缩多孔系统的数值一致。这表明发生了一种缺乏前兆事件的临界雪崩机制。在这种情况下，所有先前的大事件均为误报，与主要失效事件无关。我们的结果确定了一种利用微震检测前震来预警矿井坍塌的方法，该方法仅适用于高孔隙率材料，可在主要失效坍塌发生前发出警告。
引用
@article{arxiv.1405.2038,
title = {Predicting Failure: Acoustic Emission of Berlinite under Compression},
author = {Guillaume F Nataf and Pedro O Castillo-Villa and Pathikumar Sellappan and Waltraud M Kriven and Eduard Vives and Antoni Planes and Ekhard K H Salje},
journal= {arXiv preprint arXiv:1405.2038},
year = {2016}
}
备注
accepted for publication in Journal of Physics: Condensed Matter