桥式起重机箱形梁异种钢焊接接头疲劳损伤的声发射表征

文中通过声发射技术对桥式起重机箱形梁Q345B/Q235B异种钢焊接接头疲劳损伤过程进行表征,发现了声发射特征参数变化取决于疲劳裂纹扩展不同阶段的特点,得以利用声发射动态监测桥式起重机循环载荷下的疲劳损伤状态,从而实现及早预警的目的。另外,通过对异种钢焊接接头焊缝和热影响区2种不同缺陷位置疲劳实验各阶段典型声发射信号的对比分析,获知热影响区比焊缝位置更易发生疲劳断裂,故箱形主梁在服役过程中应重点关注异种钢焊接接头热影响区位置并及早发现危险。     

疲劳裂纹扩展声发射信号去噪盲分离

采用声发射技术评估疲劳裂纹扩展状态时,评估结论会受到其它类型声发射信号和噪声的干扰.针对上述问题,在分析经验模态分解和独立分量分析特点的基础上,提出集合导数优化经验模态分解与独立分量分析相结合的声发射信号去噪盲分离方法,用于疲劳裂纹扩展声发射信号的处理.分别进行模拟声发射信号和疲劳裂纹扩展试验,采用上述方法对采集声发射信号进行去噪盲分离,结果表明:基于集合导数优化经验模态分解与独立分量分析的声发射信号去噪方法可有效去除噪声信号的干扰,准确分离出疲劳裂纹扩展声发射信号,为进行含裂纹结构的疲劳损伤状态评估和剩余寿命预测奠定基础.     

声发射在桥式起重机主梁疲劳裂纹检测中的应用

起重机主梁结构复杂,体积庞大,不利于传统无损检测技术的开展。声发射检测技术可在动态条件下,对一定距离内的活性裂纹缺陷进行检测。文中利用声发射检测技术对轻量化桥式起重机主梁进行疲劳试验,尝试通过时差法对声发射源信号进行粗略定位,并将裂纹扩展情况与声发射计数及幅值进行分析,对今后的研究工作具有指导意义。     

运用声发射技术监测金属塑性成型过程中润滑状态的研究

为监测金属塑性成型过程中的润滑状态,采用运用声发射技术,通过对无润滑和有润滑时金属塑性变形过程和摩擦过程的监测及对比,分别研究了金属摩擦声发射信号和塑性变形声发射信号.结果表明,不同材料摩擦产生的声发射信号数值上大小不同,同种材料摩擦声发射信号数值上小于塑性变形声发射信号;采用声发射技术,基于实时波形和声发射信号参数的平均值都能监测金属塑性成型时的润滑状态.     

基于最大Lyapunov指数的金属疲劳损伤过程研究

建立一种基于混沌特征演化分析的金属疲劳损伤过程的监测方法,通过计算金属疲劳损伤过程声发射信号的混沌特性参数分析其疲劳损伤程度。利用声发射技术采集了金属在不同疲劳损伤阶段的声发射信号。采用C-C法计算了金属在不同疲劳损伤阶段声发射时间序列的延迟时间和嵌入维数,然后进行相空间重构。计算金属在不同时间段声发射时间序列的最大Lyapunov指数,分析结果表明:金属在不同疲劳损伤阶段声发射时间序列具有混沌特征,最大Lyapunov的变化趋势与金属疲劳损伤程度具有一定的关联,用混沌理论可以较好的揭示金属疲劳损伤过程的动力学特性,这为金属疲劳损伤程度的在线监测及预测提供了新思路、新方法。     

基于声发射技术的拉深过程中润滑状态分析

采用发射技术监测了拉深过程中的润滑状态.在干摩擦和润滑脂润滑下,进行了拉深成形实验,并分析了不同润滑状态下拉深过程中声发射信号的能量、振铃计数、信号幅度等参数的变化规律.结果表明,拉深中产生声发射信号对润滑状态非常灵敏,随着润滑状态改善,拉深过程中产生的声发射信号能量、振铃计数、信号幅度参数等均呈下降趋势;通过对声发射信号分析可以判断拉深件的摩擦状况,即将声发射技术引入金属板材拉深中的摩擦状态的监测是可行的.     

基于声发射监测的压力容器钢裂纹损伤评价系统

基于Python语言设计并开发了一种声发射特征提取与损伤评价系统,实现了声发射特征的高效处理与损伤状态的准确评估。通过开展316LN不锈钢的疲劳裂纹扩展的声发射监测试验,对疲劳过程中的声发射信号进行处理和分析,结果表明,多维度声发射参量的经历分析和聚类分析能够有效反映裂纹扩展过程的声发射活动情况。该评价系统能够为工程结构的声发射监测与损伤评价提供参考。     

基于声发射技术的金属高频疲劳监测

采用声发射技术监测高频疲劳条件下金属材料裂纹的扩展。介绍了如何运用软硬件处理的方法，从采集到的信号中分离出裂纹扩展的声发射信号。从处理后的声发射信号与观察得到的裂纹扩展对比来看，声发射参数的变化能够有效地反映材料疲劳裂纹扩展的过程，并且能更早地发现试样内部微小裂纹的变化。通过试验，得出了紧凑拉伸试样在裂纹稳定扩展阶段声发射信号能量率与应力强度因子幅值之间的关系式。     

起重机低速重载回转支承的故障模式、机理及其状态监测

归纳了回转支承的故障模式以及典型故障的机理分析,并调研了起重机回转支承运行情况,为起重机回转运行状态监测提供了可靠依据.对声发射技术在起重机回转支承上的应用进行可行性分析,提出了研究的基本思路,讨论了典型故障的信号采集与识别技术.最后,对起重机回转支承声发射监测技术的研究前景进行了展望.     

机体飞行载荷疲劳试验中的声发射特性分析

机体飞行载荷疲劳试验是全尺寸飞机疲劳试验的最关键部分,主要目的是暴露机体结构疲劳薄弱部位和疲劳损伤关键部位,确定这些位置疲劳裂纹的扩展特征。论文介绍利用声发射技术对应力集中且可达性差的关键部位进行实时监控的细节,通过分析声发射特性,及时得到监测区域内裂纹萌生扩展的起始时间和位置的信息。详细叙述在高背景噪声环境下如何获取有用声发射信号的方法,包括使用谐振式传感器,采用空间滤波技术、基于统计平均的特征参数趋势分析和基于幅度的相关参数趋势分析的相互验证,以及采用载荷滤波、幅度滤波和空间滤波相结合的综合滤波方法。结果表明,这种声发射信号快速处理方法成功的实时监测到螺栓孔周围裂纹的萌生和扩展过程。     

声发射信号降噪及在裂纹检测中的应用研究

针对采用声发射技术评估疲劳裂纹断裂状态时存在噪声干扰,以及采用小波包阈值降噪方法或集合经验模态分解降噪方法处理信号时会受到阈值选取、模态分量等因素的影响等问题,对上述两种降噪方法的工作原理进行了分析。提出了将两者相结合的声发射信号降噪方法,根据声发射信号处理流程可分为IMF-WPT降噪方法、WPT-EEMD降噪方法和EEMD-WPT降噪方法;利用以上3种降噪方法对同一模拟含噪声疲劳断裂声发射信号进行了降噪处理,分别计算了降噪处理后信号的信噪比和失真度;分别进行了金属材料和焊接结构疲劳裂纹扩展试验,利用WPT-EEMD降噪方法对采集声发射信号进行了降噪处理。研究结果表明:WPT-EEMD降噪方法降噪后的信号信噪比为10.32,失真度为0.31%,降噪效果最好;该方法可以有效去除高频噪声的干扰,提高分析结果的可靠性。     

声发射监测切屑状态的可行性研究

金属切削过程中产生丰富的声发射。用声发射技术监测切屑状态是一个很有潜力的新方法。本文通过实验研究了车削时切屑状态和声发射信号间的相互关系,结果表明：1.声发射DC包络信号脉冲能准确反映断屑情况;2.声发射加权计数率波形和包络信号均值能反映切屑形状和异常切屑状态;3.不同类型切屑的形成过程具有不同的声发射信号波形。     

马氏体组织对钛制压力容器TA2板材声发射特性的影响

由于耐蚀性突出,钛制压力容器已广泛应用于化工过程装置,为确保安全,采用声发射技术对其服役状态进行及时、有效地安全评估的前景广阔。针对TA2常见的工程状态,开展了淬火马氏体和焊缝马氏体两种微观组织声发射特性的理论分析和试验研究,通过恒速率拉伸和裂纹扩展监测试验,获得了形变和断裂物理源机制的声发射特性。采用历程分析结合微观观察,证实了α'马氏体团簇的塑性变形和马氏体板条边界的开裂,是拉伸过程中声发射两次增长阶段的主要物理来源;沿马氏体板条间或基体与马氏体边界的裂纹扩展是疲劳裂纹稳定生长过程中的强声发射源,是声发射信号计数率-应力强度因子幅曲线呈现阶梯状上升的物理成因。研究结果为相关材料承压设备的声发射检验提供了经验数据和分析方法,为工程实践奠定基础。     

基于声发射数据融合与特征提取的起重机故障诊断

声发射特征的有效提取是起重机故障诊断和寿命预测的关键,且数据融合是通过融合多个原始特征来提取重要特征的方法。文中利用各种信号处理技术,从起重机重要部件的原始声发射信号中提取声发射特征,并采用随机森林方法从提取的特征中选择相关的特征子集。随后,选用8种降维方法对所选特征进行融合,来提取二维故障特征和健康指标。最后,利用巴氏距离和支持向量机验证故障诊断的准确性,计算出一种新的指标来选择合适的预测健康指标,并利用长短期记忆方法来预测起重机的剩余使用寿命,由实际工程中的起重机声发射数据验证了所提方法的有效性。     

单通道AE信号盲分离的飞机构件监测方法研究

基于声发射(AE)技术的飞机结构件疲劳裂纹检测是飞机健康状态识别的一种有效方法。由于声发射信号的瞬态性、不确定性、微弱性和易受机电干扰性,使声发射检测技术很大程度上已演变成信号处理问题,目前多数研究报道的是单源声发射信号的降噪处理。然而,在实际应用中,不仅结构件出现疲劳裂纹时会产生AE信号,而且紧耦合的结构体之间也会因冲击载荷产生弹性波,以至观测信号一般是多源AE混合信号,波的传播时延的存在使得信号混合方式为卷积混合。针对目前测试方法不能正确识别AE信号,以致难以识别结构体是否存在疲劳裂纹的问题,提出一种具有信号源个数估计的单通道非负矩阵分解解卷积盲源分离算法。首先采用经验模态分解方法将单通道混合信号分解为多个本征模态函数;然后采用主成分分析法估计信号源个数,并重构观测信号;最后通过非负矩阵分解解卷积得到各个源信号。实验结果表明,单通道盲源分离算法能正确分离AE信号,为飞机关键结构件的疲劳裂纹监测提供了一种方法。     

基于声发射技术的螺栓状态监测研究

利用声发射技术监测螺栓工作过程中的状态变化,对声发射检测信号进行时域、频域及小波分析。结果表明,螺栓由于塑性变形和断裂引起的声发射频率明显区别于振动、撞击、摩擦等所产生的频率,验证了声发射技术用于连接螺栓状态辨识的可行性。     

声发射技术在疲劳裂纹检测中的应用

主要讨论了声发射技术应用于疲劳裂纹的检测.根据疲劳裂纹的信号特征及测试场合,选用合适的疲劳裂纹检测方法,结合板簧疲劳裂纹试验机上的实验分析,得出声发射技术应用于疲劳裂纹检测的优势.     

基于红外和声发射的复合材料疲劳损伤实时监测

采用红外热像和声发射技术,实时同步监测2D C/SiC复合材料带孔板的拉-拉疲劳损伤过程,并利用疲劳过程中模量的变化、声发射信号和试样表面温度变化,讨论了带孔板疲劳损伤演变情况.结果表明:当外加应力低于疲劳极限时,疲劳损伤在循环初始阶段产生,损伤随循环数增加逐渐增大,最后趋于稳定;当外加应力超过疲劳极限时,疲劳损伤在短...     

塔机材料常规缺陷的声发射定位与辨识技术

故障源的实时定位和特性辨识是塔机安全评价及故障预防的关键。试验采用塔机常用材料Q235无缺陷、裂纹及焊接缺陷试件,利用GPS-100高频疲劳试验机和SDAES数字型声发射仪采集在不同载荷下试样的声发射信号,通过结合信号分析技术得出缺陷试件的故障定位、信号的频谱特征和参数特征分析,总结了Q235常规缺陷试样典型声发射信号的主要特征参数的范围。论文研究工作为声发射技术在塔机危险源的检测研究提供了非常重要的学术价值和指导意义。     

利用声发射技术监测低温环境下轴承钢的损伤

在轴承的重载接触区域经常出现疲劳损伤，深入了解疲劳损伤的起因和发展对于预测轴承零件的寿命具有重大意义。选择用声发射法监测低温下接触疲劳试验中的裂纹起源和扩展过程，通过分析试验中的声发射信号即可确定显微疲劳的起源和扩展过程。