高速撞击声发射信号在铝板中的衰减规律

高速撞击声发射信号传播至传感器并被转换成电信号的过程中会发生信号幅值的衰减,导致信号在损伤评估和源定位的误差增大。分析了衰减产生的原因,得到了衰减的一般规律。为了分析高速撞击声发射信号中不同频率板波模态的衰减规律,将高速撞击数值模拟声发射信号进行了小波信号高频和低频的重构并分别进行衰减规律的研究,得到了此两种频率在铝板中的衰减规律,研究了衰减系数和"等效幅值"随撞击速度的变化规律,研究结果可以用于撞击源定位传感器布局优化及损伤程度评估等领域。     

某型飞机飞行载荷疲劳试验过程中的声发射监测

介绍了某型飞机全尺寸机体飞行载荷疲劳试验过程中对关键部件(包括不可接近部件)疲劳损伤的声发射(AE)实时监测技术。在强冲击、高振动背景下,利用基于时间、空间、幅度或能量滤波等多种信号处理方式,对预处理后的AE信号以趋势分析为主,多参数分析综合验证,另辅以其它方法(包括波形分析),对一些关键部位的健康状态进行AE实时在线监测。成功预报了机翼对接区域某螺栓孔夹层裂纹的萌生,为保证机体飞行载荷疲劳试验顺利进行起到了重要作用。     

合成孔径算法在混凝土检测中的应用

针对超声波在混凝土检测中出现的高衰减、高散射、结构噪声大、缺陷信号难于识别和提取的问题,采用合成孔径聚焦成像方法对信号进行处理,提高了成像的分辨率和信噪比。用超声波仿真软件WAVE 3000建立混凝土数值模型,模拟了超声波在混凝土中的传播过程并进行成像;搭建试验系统开展了混凝土超声波检测试验并进行了成像。成像结果表明:该方法可以使混凝土异常体处超声波的能量增强,结构噪声信号的能量减弱,有效提高了缺陷信号的信噪比和分辨率,为混凝土的超声检测提供了一定的参考价值。     

声发射法在复合材料飞轮试件损伤检测中的应用

采用声发射法对复合材料飞轮试件高速旋转时的损伤信号进行采集.借助体视显微镜、光学显微镜和着色法等辅助检测方法,使损伤类型与损伤信号一一对应.用经过训练的人工神经网络对飞轮试件的损伤模式进行了有效识别.试验还研究了飞轮试件的最终失效原因是由于环向裂纹的贯穿造成的.     

2.25Cr-1Mo材料在拉伸过程中的声发射信号聚类分析

声发射(AE)技术能用来区分发生在受载材料内的不同损伤模式,而聚类分析能在无先验知识的情况下通过揭示数据内部结构对数据进行分类。声发射波形包含了丰富的声发射源信息,而常规的特征参数并不能满足深层次的声源识别要求。文章尝试从波形的频率分布特征、形状特征和强度特征三个方面分别选取小波变换能量特征系数、波形裕度因子和幅值作为描述声发射波形的新参数。基于波形新参数的聚类分析能有效地区分加氢反应器材料2.25Cr-1Mo带裂纹和无裂纹试件拉伸过程中屈服阶段塑性变形信号、微裂纹扩展信号和断裂失稳信号。     

C/SiC复合材料拉伸过程的声发射研究

利用声发射（AE）技术对C／SiC复合材料试样拉伸试验过程进行动态监测。通过声发射多参数分析法对拉伸过程中的声发射累计能量和平均持续时间随载荷或时间的变化进行了综合分析；同时对拉伸过程中典型AE信号的频率特征进行了分析，揭示了C／SiC复合材料拉伸损伤的演化过程及规律，给出了材料拉伸损伤发展的不同阶段以及各阶段损伤类型。通过声发射累计能量随载荷变化的斜率突变定义了材料临界损伤强度。     

交流电磁场裂纹实时判定与评估方法

交流电磁场检测(ACFM)技术已经广泛用于海洋各类结构物的缺陷检测和评估中。传统的基于特征信号或蝶形图的缺陷判别方法易引起误判且难以实现实时判定与评估。搭建ACFM阵列检测系统,利用B_x能量谱和B_z相位导数阈值算法实时判定裂纹,依据阈值参数对裂纹危险等级进行评估,并开展裂纹检测与评估试验。结果表明:交流电磁场特征信号B_x能量谱可作为裂纹长度评估阈值,特征信号B_z相位在裂纹区域发生明显的翻转;基于能量谱和相位导数阈值的判定方法能够实时判定裂纹;利用阈值参数可对裂纹危险等级进行评估;基于能量谱和相位导数阈值的ACFM检测系统能够实现裂纹的实时定量与定位评估。     

孔表面粗糙度与AE信号能量计数相关性的研究

针对液体磁性磨具小孔光整加工时无法实时动态检测孔表面粗糙度的问题,将声发射无损检测技术应用在液体磁性模具孔光整加工技术中,通过对采集到的AE信号进行分析研究,得出声发射信号与工件表面粗糙度有明显的相关性,通过特征值参数分析方法提取了能量计数AE特征值,得出能量计数的分布可以用来表征工件表面粗糙度变化情况。研究结果为液体磁性磨具光整加工的实时动态检测提供了有价值的参考。     

超声检测法确定受损伤复合材料的力学性能

应用超声探伤法对不同损伤程度的玻纤(玻璃纤维)增强复合材料进行了测试,并将测试过的试件作了力学性能分析,从而建立起超声波穿透材料时的衰减值与材料轴向刚度与强度之间的关系。该方法可用于对使用了一段时间以后的复合材料构件进行强度评估。     

V型切口板材试件拉伸断裂过程中的声发射特征

制作了直V型切口和斜V型切口板材试件,设计了板材拉伸断裂声发射监测试验。结合金属断裂力学性能和红外热图,分别对两种切口板材主要声发射参数与断裂过程的相关性进行深入分析,研究试件损伤过程的声发射参数表征以及某些参数特征。结果表明,声发射能量计数、振铃计数、撞击、幅度和频谱峰值能较好地表征试件损伤过程。证明了声发射技术应用于钢制结构损伤实时监测和预警的可行性,并得出某些声发射参数的重要特征。     

高速铁路用钢轨磁记忆检测方法

通过构建磁记忆信号采集系统,检测高速铁路钢轨用U71Mn钢试件法向磁记忆信号,对信号进行小波包变换与Hilbert变换,得到法向磁记忆信号包络,求取梯度特征值;提出磁记忆信号的小波包能量谱分析方法,通过对有中心小孔人工缺陷的U71Mn钢试件进行拉伸试验,采集不同载荷下试件表面的法向磁记忆信号,以小波包分解频带的能量作为试件应力集中的判定特征值,根据小波包不同空间能量谱中能量的大小及分布,判断试件的应力集中部位及应力集中程度。结果表明:该方法对钢轨用U71Mn钢的检测具有较好的可行性,可望在磁记忆信号的计算机自动识别方面具有工程应用价值。     

基于PCA和SVM的铬层裂纹声发射识别方法

针对采用幅值、能量等统计特征参数分类识别声发射(AE)信号时存在的信息冗余问题,提出利用主成分分析(PCA)方法减少信息冗余,提取AE信号统计特征。设计了钢板表面铬层裂纹试验,对统计特征参数进行主成分分析,提取了两个主成分。设计了支持向量机(SVM)分类器,以主成分为输入向量,分类识别铬层裂纹AE信号。验证了主成分可以有效表征AE信号统计特征,减少了信息冗余,提高了分类效率及准确率。     

非均匀结构件材料密度工业CT定量检测方法

采用模拟试验的方法,研究了试件结构变化对CT值及图像噪声的影响。比较了线衰减系数对比法和密度对比法对壳体类非均匀结构件材料密度检测的适用性,给出了线衰减系数对比法中具有普遍使用意义的"等效能量"的获取方法——"残差平方和法"。试验表明,对于壳体类非均匀结构件,密度对比法的测量精度要优于线衰减系数对比法。研究内容对弹药装药工业CT定量检测方法的选择具有较好的指导意义。     

基于声发射信号的铝合金LSP弹塑性波传播规律探究

目的 为提高激光冲击强化(LSP)的声发射(AE)监测精度,结合AE监测技术与LSP弹塑性波理论,探究LSP过程中弹塑性波传播规律。方法 首先,基于弹塑性波理论设计LSP试验,采用AE监测技术实时获取冲击信号,并测量冲击后铝合金7075的塑性变形程度。然后,基于AE信号的时域波形,提出包络欧式距离法,确定对加工质量敏感的感兴趣片段(FOI)。进一步基于FOI,结合实际加工条件,定义了新的累积AE波形熵特征。最后,基于AE信号的多模态和非平稳信息,定义瞬时峰值能量曲线(IPEC),并进一步提取相关特征,从而探究弹塑性波传播规律、衡量传感器优劣。结果 仅包含弹性波的AE信号波形明显区别于弹塑性双波,塑性波传播速度明显落后于弹性波。包络欧式距离法确定的FOI能很好地定位弹塑性波。相较于AE波形熵,累积AE波形熵特征能很好地区分不同程度的弹塑性波。对比弹性波,塑性波主要集中在中低频段(200 kHz以下)。IPEC曲线精准确定31 kHz模态为塑性波的主要成分。进一步提取的峰值变化量 和峰值延迟时间 表明:相较于谐振传感器,宽频传感器对塑性波更加敏感。结论 所提方法和特征分别从时域和时频域上探究了弹塑性波的传播规律,所得的结论为规范和提高LSP的AE监测技术提供了理论支持与指导。     

用声发射技术研究水泥基复合材料脆性

观测了不同种类混凝土三点弯曲梁的声发射（AE）特性,发现掺加纤维对声发射特性有明显影响。掺加纤维的混凝土梁,声发射事件突发性明显减小,采用Weibull函数方法定量分析了材料特性对混凝土试件的声发射特性、断裂特性及脆性的影响。结果表明,参数m和θ具有明显的物理意义,m值表征由材料特性引起的脆性,而θ值表征由试件几何尺寸引起的试件脆性。     

金属试件残余应力及损伤的磁记忆检测方法研究

利用磁记忆效应对铁磁性金属构件的残余应力和微损伤进行检测和评估，是较有潜力的无损检测新方法。在自行设计的拉伸加载装置上对45号钢制成的拉伸试件进行了试验研究。通过对试件表面磁场强度值、磁场强度梯度值和X射线衍射值的对比分析，说明了该方法的有效性，并从磁性物理学观点初步解释了该方法检测残余应力和微损伤的机理。     

小波包分解对螺栓预紧力的能量表征

螺栓是基础设施结构连接的重要构件,其可靠性是结构整体安全性的保证,故对结构的螺栓连接状况进行监测具有重要意义。螺栓松动和预紧力退化是螺栓常见的两种损伤类型。超声导波具有对微损伤敏感和能量衰减小等优点而被广泛应用于无损检测领域。以超声导波为检测手段,通过小波包分解提取后,各级信号的能量指标对螺栓群中的螺栓预紧力进行表征,并通过试验对该方法的可行性进行了验证。     

声发射技术在砂轮回转实验破碎识别中的应用

采用一种新型砂轮破碎状态信号检测方法——声发射（AE）技术,通过采集环境背景、空转、空载和负载AE信号,并对信号进行时频域研究。对比砂轮破碎后和破碎前AE信号特征,时域信号特征电压值增大了2.5倍、能量谱峰值增大了4倍、均方根值（RMS）增加了1.17倍,频域信号经快速傅里叶转换（FFT）后得到了一个高频电压信号。研究结果表明:声发射技术优于目前常用的振动法、音量法和光电法,更适合用于砂轮回转实验破碎识别。      

基于红外热像法的AZ31B镁合金电子束焊接接头的疲劳行为（英文）

采用红外热像法对循环载荷下AZ31B镁合金电子束焊接接头的疲劳行为进行研究。对试件在疲劳试验中表面温度演变规律和产热机制进行分析,并在此基础上对其疲劳极限进行预测,同时通过分析试件表面温度和热点区域的演变规律对其疲劳损伤进行定量评估。结果表明:采用红外热像法不仅能够实现对镁合金电子束焊接接头疲劳极限的快速预测,而且可以对其疲劳损伤进行实时定量监测。镁合金电子束焊接接头疲劳极限预测结果同传统S-N试验结果保持一致。试件表面温度以及热点区域演变可作为评价镁合金电子束焊接接头疲劳损伤的有效依据。     

π型钢-混凝土组合梁界面的疲劳损伤监测

π型钢-混凝土组合梁新型结构在服役期间长期处于疲劳荷载作用下,对其界面进行疲劳损伤监测是很有必要的.提出了一种基于压电陶瓷的主动传感波动监测方法并进行了监测试验,该方法通过对比每个传感器在健康状态以及不同疲劳加载次数状况下所接收到的时域信号和小波包能量的变化,来判断π型钢-混凝土组合梁界面的损伤状态.试验结果表明,增加...