基于声发射技术的动态探伤系统设计

本文介绍了一种基于声发射技术的动态探伤系统的设计。本系统主要针对金属裂纹的实时检测而提出,文中对动态检测系统的总体方案及其相应的硬件组成和软件处理算法进行了详细地分析阐述,并对所设计的系统进行了试验验证。试验结果表明,此检测系统具有良好的性能,能满足动态探伤的应用需要。     

基于声发射和神经网络的风机叶片裂纹识别研究

提出一种对风力机叶片裂纹声发射信号进行模式识别的方法。该方法以叶片无裂纹、萌生裂纹、扩展裂纹和断裂四个阶段为声发射源的四个模式,基于声发射信号含有丰富的发射源信息的特点,通过大量采样获得叶片裂纹声发射信号参数,并依照叶片裂纹声发射参数分析的数值特点确定BP神经网络,用选定的网络对叶片裂纹阶段进行模式识别,以判断裂纹的危害程度。仿真结果表明,利用BP神经网络可以对声发射信号进行有效识别,识别准确率达到90%以上。     

风力机叶片裂纹的动态扩展特性研究

首先推导了风力机叶片裂纹尖端塑性区的应力强度因子,确定了影响裂纹扩展的主要因素,然后根据裂纹扩展时的声发射信号特性,探讨了声发射信号的特征提取方法。在试验中分析了不同试件的裂纹形貌特性,并针对采集的裂纹扩展声发射信号,比较了不同小波基函数对声发射信号特征提取的影响,提取了裂纹动态扩展的特征频率,从而建立了声发射特征参数与声发射源之间的关联机制,为风力机叶片状态监测和早期预警提供理论依据。     

风力机叶片疲劳裂纹AE信号的小波变换优化方法

为实现风力机叶片的及时有效地监测和维护,使用声发射技术采集疲劳裂纹信号,从而提取裂纹特征。而声发射信号的突发性和冲击性需要具有时频分析能力的信号处理方式来提纯和降噪,小波变换方法作为常用的时频处理方式油漆有效性,但是现有的小波基函数不足以适应该信号的分析。提出基于Shannon熵理论计算疲劳裂纹扩展的声发射信号的小波基函数带宽参数,得到最适合此裂纹声发射信号的Morlet小波基函数,计算优化基函数的小波,获得风力机疲劳裂纹特征成分在时间尺度平面的高幅值能量分布。实验研究表明,优化小波基的方法具有很好的时频聚集性和抗噪能力,实现了风力机叶片裂纹声发射信号的时频特征清晰准确的提取。     

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。     

基于小波能谱系数的风力机疲劳裂纹特征

提出了风力机叶片裂纹扩展声发射信号的优化小波重分配尺度谱及小波能谱系数相结合的分析法。基于Shannon熵理论计算裂纹扩展声发射信号的重分配尺度谱小波基函数带宽参数,得到最适合裂纹声发射信号的Morlet小波基函数。用优化后的小波基函数计算重分配尺度谱,获得裂纹扩展特征成分在时间尺度平面的高幅值能量分布,利用特征能谱系数表征其重分配尺度谱的特征。实验结果表明,该方法有良好的时频聚集性和抗噪能力,实现了风力机叶片裂纹扩展声发射信号的时频特征提取,得到了能谱系数作为特征向量表示信号特征。该方法可用来实现风力机叶片在复杂环境中的模式识别。     

金属裂纹扩展声发射信号特性研究

机械结构件中的应力集中使得结构极易产生裂纹并逐渐扩展,裂纹扩展时伴有声发射信号,因此有必要对结构件中裂纹扩展时的声发射信号进行特征研究。为研究金属板件中的裂纹声发射源特征行为,通过分析板件中的裂纹声发射源,从理论上推导了裂纹声发射的幅值和频率特征表达式。在裂纹扩展过程中,金属板件的裂纹声发射信号幅值与声发射源的开裂长度和拉伸应力的乘积成正比,频率与裂纹开裂速度成反比,且与裂纹开裂长度成正比。用声发射检测系统对预制有初始裂纹的金属板件进行拉伸状态下的声发射监测,通过对声发射信号求取功率谱密度估计,实现不同声发射信号以功率谱在频域的分布为信号特征的有效区分。实验结果与理论分析相符合,研究结果对金属板件的裂纹声发射检测技术具有重要意义。     

风机叶片复合材料裂纹损伤的声发射实验研究

利用声发射技术实现监测和破坏识别,关键在于提前获得各种破坏形式的声发射信号特征.针对这一目的,设计了风力机叶片常见破坏位置的撕裂破坏试件,通过对同种材料(“1-4”材料)的两种破坏模式(Ⅰ型裂纹,Ⅱ型裂纹)进行比对分析,研究表明,同种材料铺层(“1-4”材料)的Ⅰ型裂纹、Ⅱ型裂纹呈现出不同的特征参数.Ⅰ型裂纹破坏后断面上玻璃纤维断裂和层合板基体脱胶,Ⅱ型裂纹破坏后的断面上纤维是基本完好的,被撕开的是层合板基体.可以利用该结论有效地对风力机叶片同种材料(“1-4”材料)的两种破坏模式(Ⅰ型裂纹,Ⅱ型裂纹),为声发射技术在线监测风力机叶片材料提供了一种新的途径.     

转轴裂纹声发射监测研究

声发射技术作为一种无损检测方法,可以找到声发射信号和裂纹扩展之间的关系,分析材料变形与断裂机制。介绍了声发射技术用于转轴裂纹监测的研究,分析了声发射信号与转轴裂纹扩展之间的关系。实验表明采用声发射技术可以对转轴裂纹进行监测,证明了声发射技术在转轴监测上的可行性。     

LabVIEW下基于EPP模式的电磁声数据采集

为了对电磁声数据进行采集,设计了基于EPP模式的采集系统.介绍了增强型并口(EPP)工作方式的特点,并根据电磁声数据采集的需求,设计了LabVIEW环境下以EPP并口作为外设和主机接口的电磁声数据采集方案.PC通过直接端口操作产生EPP读写时序,配合外部FIFO和握手电路,完成地址的写出与数据的读入.将此方案用于电磁声数据的实时采集,通过EPP用5 MHz的采样频率成功地采集到了1 MHz的电磁声裂纹检测系统发射电路的激励脉冲串.结果表明,该方案能够对电磁声信号进行实时地波形显示和数据存储.     

汽轮机叶片裂痕检测机器人控制系统的设计

为实现对汽轮机叶片进行自动化磁粉探伤裂痕检测的工作,设计一种基于树莓派的裂痕检测微型机器人控制系统.该系统采用树莓派ZeroW作为微处理器,搭载硬件模块实现裂痕检测功能.机器人内部与前端搭载摄像头,实现汽轮机叶片裂痕图像的采集与视频监控定位导航.上位机与下位机之间通过TCP协议实现远程控制与图像传输,使得机器人可以远程...     

基于Pro/E软件平台的混流式水轮机转轮叶片形状拟合

根据混流式水轮机叶片设计方程，基于Pro／ENGEINEER软件设计平台，对混流式水轮机叶片进行了形状拟合，得到了叶片拟合形状，完全符合叶片加工的工艺要求，也为研制水轮机修复专用机器人提供了研制条件。     

基于Pro/Mechnica的新型水轮机叶片结构分析

根据水轮机叶片设计方程，对水轮机叶片曲面进行了拟合。基于PRO／MECHANICA模块对叶片结构进行了分析，对叶片的应力、应变、模态及动态时域分析后表明，水轮机叶片应力集中点可以显著确定，可在结构上采取相应措施，降低叶片应力集中。该分析方法对叶片结构设计有实用意义。     

基于叶尖定时的风机叶片裂纹故障识别研究

风机叶片作为风电机组的关键部件,其裂纹故障尤为常见。 裂纹的存在会导致叶片或机组出现损坏。 为此,基于叶尖 定时原理和分析方法,提出一种风机叶片裂纹故障的识别方法。 首先,依据叶尖定时原理,分析叶片在载荷作用下裂纹对叶尖 偏移的影响,建立叶尖偏移与叶尖偏移时间之间的数学模型。 其次,通过仿真分析叶片在不同状态下叶尖偏移程度,结合不同 工况参数与叶尖偏移时间之间的数学模型,识别裂纹特征信号。 最后,利用风机模拟试验台实测叶尖信号,结果表明本文所提 的识别方法对裂纹的特征信号的成功提取达到了 92% 以上,并且能够实时完成裂纹信号的提取和分析,说明此方法能够实现 裂纹故障实时识别。     

Acoustic sources from damage propagation in Ti grade 5

In this paper fatigue test results are presented for titanium grade 5 specimens subjected to uniaxial cyclic loads. The material behavior of titanium was studied by comparing the Acoustic Emission (AE) detection technique with the Infrared Thermography (IT). The AE technique consists on attaching a couple of piezoelectric sensors on the surface of the sample in order to allow real-time recording of acoustic activity occurring in the material during the test and to localize the acoustic source, based on the assumption that part of the acoustic activity depends on the crack propagation process. All typical data of AE were collected during the tests and some of them were properly post-processed by using filters or derivative functions in order to better understand the crack propagation phenomenon. At the same time, thermographic analysis was also carried out during the experiments by continuous monitoring of surface temperature of the sample. Results of the fatigue behavior of the analyzed material beside the acoustic emission track and the thermal images of the sample are analyzed and critically discussed, in order to assess the capability of each technique in predicting the imminent failure of material.     

探测精密零部件加工裂纹的声发射实时监测仪

为了提高航天航空精密零部件加工设备的可靠性、安全性,缩短研制周期,提出了一种实时监测精密零部件加工过程产生裂纹的方法,并根据此方法,研制了一台基于TI公司最新浮点数字信号处理器-TMS320F28335的精密零部件裂纹实时监测仪的样机.考虑在线实时监测的需要,采用了基于声发射(AE)技术的方案.介绍了裂纹实时监测方法的...     

随钻测井用井下发电机系统的涡轮设计

对随钻测井系统中井下涡轮发电机的关键部件进行了研究.首先,建立了一种水力性能较高的涡轮模型;然后,基于计算流体力学(CFD)理论,采用Fluent软件对不同叶片参数的涡轮模型进行了紊流流场研究,并分析了流量、转速对涡轮流场的影响;最后,通过涡轮发电机地面单向水利实验验证了流量、转速、负载与涡轮发电机输出电压的关系.仿真结果表明:15叶片、叶片进口角30°以上、出口角45°以下、中弧线圆弧半径40mm以内对应的涡轮模型水力性能较好,但水力效率过高也会降低涡轮的工作寿命,因此,在一定范围内增大流量、转速对提高涡轮水力效率具有积极影响.所建立的涡轮模型能够提高涡轮的输出功率并保证其工作寿命.     

水轮机模式液力透平叶片进口安放角影响分析

针对转轮叶片进口安放角 β1对超低比转速水轮机模式液力透平性能影响规律认识不足的问题,在超低比转速范围内,考虑液力透平水力性能,取不同 β1建立超低比转速混流式转轮三维模型,配合过流部件构建超低比转速水轮机模式二级液力透平模型,采用ANSYS FLUENT仿真软件对液力透平内部流动特性和能量特性进行计算,对比数值模拟结...     

风力机叶片蒙皮初始裂纹的盲信号提取

针对风力机叶片初始裂纹特征难以提取的问题,提出了一种逐步提取并消减噪声源信号从而获得微弱裂纹故障特征的盲提取方法.首先基于卷积混合模型极小化改进代价函数推导自适应学习迭代算式,在仿真实验中确定非线性激励函数和滤波器的传输函数,根据输出信号的性能参数证明了改进算法对尖峰噪声的异常点更加敏感稳健.在风力机叶片疲劳实验台上模拟叶片蒙皮的初始横向裂纹,通过声发射信号采集系统获得观测信号,分析噪声源的特性并提取了初始裂纹的声发射信号特征,为风力机叶片状态监测和预警提供了依据.