空域相关和LMD结合的滚动轴承声发射信号特征提取

为了消除噪声对轴承诊断效果的影响,提出了一种局域均值分解(Local mean decomposition,LMD)和空域相关相结合的轴承声发射信号特征提取方法。首先,利用LMD将轴承故障的声发射信号分解为若干个乘积函数(Production Function,PF)的线性组合;然后,采用峭度准则选取能够反映轴承故障特征的PF分量,对选取的PF分量分别采用空域相关法进行去噪,再重构去噪后的PF分量。最后,对去噪后声发射信号进行Hilbert包络谱分析,并与所选PF分量直接Hilbert包络谱分析结果进行对比。仿真计算和实验分析表明,本文提出的方法能够有效地提取轴承故障声发射信号特征。     

声发射技术在风电塔筒动态监测中的应用研究

针对裂纹对风电塔筒服役过程中的危害问题,采用声发射(AE)技术提取塔筒裂纹特征信号。通过塔筒的AE信号衰减试验及塔筒原材料(Q345E钢)的三点弯曲试验,采用小波分析法提取不同类型AE信号在相同频率段内所占的能量比例系数。结果表明:AE信号在焊缝处衰减较母材明显,在塔筒中传递距离最远可达6 m;Q345E钢弯曲损伤破坏程度与AE信号响应特性之间具有对应关系;不同类型AE信号在相同频率段内所占的能量比例系数差异明显,由此可根据其AE技术定性判断风电塔筒服役的安全程度。     

基于声发射的缸套-活塞环摩擦信号特征分析

为实现对缸套-活塞环摩擦磨损状况的实时监测和对缺陷、故障的诊断,以缸套-活塞环往复试验机为研究对象,基于声发射技术,研究缸套-活塞环单周期内声发射信号特征参数值随曲柄转角的变化关系,进而对声发射信号特征进行分析。研究结果表明:缸套-活塞环单循环周期内的声发射信号成"双驼峰"形变化,上下止点位置信号强度最弱,运动行程中点附近声发射信号最强;随着转速增加,声发射特征参数RMS和绝对能量逐渐增加,在上、下止点附近增幅较小,在行程中点附近增幅较大;随着载荷的增加,在低速时RMS和绝对能量呈现出增大的趋势,但增幅逐渐减小,在高速时RMS和绝对能量呈现先增大后减小的变化趋势。     

基于声-固耦合模型的车内噪声响度参数的预测与分析研究

针对传统A计权声压级评价指标对噪声低频成分衰减较大,常常出现车内声压级达标,声品质不合格的问题。引入心理声学参数的响度参量,利用虚拟仿真技术分析评价车内声学特性。建立驾驶室声-固耦合有限元模型,结合试验激励数据,进行基于模态的声学响应计算。在Matlab平台上,建立车内声品质客观心理声学参数响度的计算模型,对比预测驾驶室内场点的声压级和响度分布,结合声压级和响度结构板块贡献量分析,研究声压级和响度参量评价驾驶室结构特性的差别并识别驾驶室主要噪声源。以此为基础指导优化驾驶室结构阻尼铺设位置,综合提高车内声学品质。     

高速铁路声屏障几何形状声学性能数值模拟

为了弄清声屏障几何形状对高速铁路户外噪声的降噪机理和降噪效果,采用二维边界元法建立高架桥铁路声屏障噪声预测模型,分析不同几何形状结构参数对降噪性能的影响。分析中考虑列车运行速度、声源分布及频谱特性对插入损失的影响,根据车外声源识别结果建立符合我国高速铁路的声源模型;考虑车体-轨道-声屏障之间的多重反射,建立边界元计算模型;对顶部倾斜、T型、多重绕射边型、Y型、圆柱型等声屏障的结构参数的影响进行调查分析,分析中分别考虑插入损失、场点频谱及声场变化规律。研究结果表明,Y型声屏障降噪效果最好,平均插入损失提高3.4 dB(A)其次为圆柱型声屏障。     

准单次正交互补Golay码超声编解码方法研究

正交互补Golay(A、B)码是重要的超声相控阵系统编码激励码型,但两次激励可能会存在相对扫查位置变化而导致会影响解码性能,本文研究一种准单次正交互补Golay码超声编解码方法,该方法基于二元调相(0、π)理想编解码公式和AB激励转换因子的推导,实现A码一次实际激励而形成A、B码两次激励的效果,既可避免两次激励可能存在的问题又发挥了单次激励简单成熟优点,进一步设计了降噪解码模型,有效地降低了反卷积运算对噪声敏感度。通过加性高斯白噪声(AWGN)对整个系统进行仿真测试和基于现场可编程门阵列(FPGA)的实际测试,对8位Golay码进行准单次编码激励仿真测试降噪下就能获得20 d B的信噪比增益。最后,本文介绍了应用该方法的超声相控阵仪器在高难穿透材料的自动化检测的实验结果。     

基于自校正Kalman滤波的液膜密封端面摩擦状态监测技术

声发射技术是液膜密封端面摩擦状态的有效检测方法,但是受工业背景噪声的影响,难以分离出声发射信号中所需信息。针对此问题,采用基于ARMA模型的自校正Kalman滤波技术处理声发射信号。该滤波器能在系统模型参数和噪声特性未知的情况下,收敛于稳态最优卡尔曼滤波器,因此滤波后的声发射信号的所需特征信号更突出,有利于液膜密封端面摩擦状态的检测。建立RBF神经网络,以时域、频域和时频域特征值作为输入进行网络训练,实现密封端面摩擦状态模式识别。实验结果证明,该监测方法能实时有效地识别端面摩擦状态,识别结果与电涡流直接测量得到的结果一致。     

真空-超声提取联用高效液相色谱分析槐米中的槲皮素

采用真空-超声提取联用高效液相色谱法测定了槐米中的槲皮素,并与常压超声提取和氮气条件下超声提取的结果进行了比对。测定结果表明:真空-超声提取法的提取率远高于常压超声提取和氮气条件下超声提取的结果,且真空条件是决定槐米中槲皮素提取率的关键因素,而室温提取时氧气的存在并不产生明显的影响。扫描电镜结果表明:真空条件下提取后的样品表面有更加明显的溶蚀和破坏,这种变化有利于溶解并释放槐米中的槲皮素,从而提高提取率。     

TiO2活性剂对不锈钢激光焊接等离子体声发射效应的影响

针对不锈钢采用添加TiO₂活性剂进行活性脉冲激光焊接研究,通过实时检测焊接过程的结构负载声发射信号,研究了激光焊接过程等离子体信息的表征方法及其活性焊接机理.结果表明,添加TiO₂活性剂增强了材料对激光能量的吸收,增强了等离子体的能量及其对材料的传热,从而影响焊接过程传热效应,这是添加TiO₂活性剂的脉冲激光焊接熔深增加的主要机理.利用实时检测焊接过程中的等离子体声发射信号可以对活性脉冲激光焊接过程的等离子体变化行为进行检测和评估.由焊接过程中采集得到的等离子体声发射信号统计而来的振铃计数特征值,以及计算而来的RMS波形和相应信号的功率谱分布,均反映了活性剂的添加增强了激光焊接过程等离子在时频域上的活动.     

聚合物双振子超声焊接量子升温优势

针对聚合物超声焊接升温机理,通过量子理论建立超声声场模型.将聚合物升温过程视为超声场能量转化为聚合物内能的能量转换过程.研究了聚合物双振子超声焊接相比单振子超声焊接的优势.通过二次量子化理论分析发现单振子焊接时,只有频率为声场频率整数倍的原子能吸收声子,而双振子焊接时,除了频率为两个声场频率整数倍的原子之外,频率为两个声场频率整数倍组合的原子也可以吸收声子.双振子焊接相比单振子超声焊接对超声场能量的利用率更高.并通过试验验证了这一结果.结果表明：振子功率保持恒定时要实现同样的焊接效果,双振子焊接时间为单振子焊接时间的3/8;焊接时间一定时要实现同样的焊接效果,双振子总功率是单振子功率的12/13.