靶板厚度对破片声发射信号特征的影响研究

为研究铝合金靶板厚度对靶板声发射信号特征参数的影响,对直径8 mm球形破片侵彻不同厚度铝合金靶板进行数值模拟研究,获得靶板侵彻过程中的声发射信号。仿真分析不同速度下靶板厚度对破片侵彻过程中声发射信号特征参数的变化,研究发现：靶板厚度在3 mm～10 mm范围的声发射信号特征值幅度随破片速度的增大而增大;根据靶板厚度与靶板声发射信号特征参数的关系,选择合适厚度靶板对破片声发射信号进行分析。     

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.     

碳钢研磨过程的声发射特性研究

基于Rtec-MFT3000型多功能摩擦磨损试验机,设计碳钢研磨过程的声发射信号在线检测装置。设置不同的研磨工况,探究碳钢研磨过程中声发射信号特征参数的变化规律,采用线性回归分析建立碳钢去除量和声发射信号振幅均值的数学模型。结果表明:在其他工况不变的情况下,随着研磨压力和旋转速度的增加,声发射信号振铃计数均值和能量均值随之增加,其中旋转速度对声发射信号参数影响更加显著;根据声发射信号振幅值可以实现碳钢去除量的在线检测,在一定的研磨工况范围下,建立的模型可对材料的去除量进行预测。     

基于声发射分析的磨料流光整加工在线检测试验研究

针对磨料流光整加工中孔类零件表面粗糙度在线检测困难的问题,将声发射检测技术应用到了磨料流加工中。通过研究磨料流加工过程中的声发射源与声发射特性,利用参数分析法得到了波形特征参数随加工时间的变化曲线,建立了声发射信号的能量及振铃计数与零件表面粗糙度之间的关系;根据幂率流体本构方程计算了壁滑速度,分析了壁滑速度对声发射信号能量的影响。研究结果表明:声发射信号能量和振铃计数随着表面粗糙度的增大而增大,且两者随表面粗糙度的变化规律基本相同;表面粗糙度是声发射信号发生变化的主要原因,随着表面粗糙度的减小,即使增大壁滑速度,声发射信号强度也会降低;声发射可用于磨料流加工孔类零件表面粗糙度的在线检测。     

基于声发射波形流信号的滑动轴承故障特征双谱分析

采用非接触式声发射波形流测试技术采集滑动轴承正常、不平衡、碰摩和不对中故障的声发射波形流信号,分析不同类型故障特征与声发射波形流信号间的关系,并运用双谱分析方法对声发射波形流信号进行分析,根据双谱分析三维图及等高线图表现出的不同特征,实现对滑动轴承不同故障的判别。     

某钛合金材料拉伸过程的声发射特征

介绍了某钛合金板状试样的静力拉伸试验,通过分析材料形变过程声发射信号特征,获得了声发射关键特征参数-幅度的分布规律.进一步测试了模拟声波信号通过该材料传播的速度和衰减,利用这些基础数据,可以在某型飞机全机疲劳试验的声发射实时监测过程中,根据损伤位置与损伤信号幅度的协调关系,进行损伤识别.     

基于声发射技术的点接触润滑状态研究

为研究点接触在部分弹流润滑条件下的润滑状态,使用球盘式摩擦磨损试验机进行试验,利用声发射技术监测不同工况下的润滑状态,并分析在不同工况下声发射信号特征参数的变化规律。结果表明:声发射信号特征参数计数、能量、信号强度对润滑状态的改变非常敏感,都随滑动速度的增加而减小,随载荷的增加而增加且在变化规律上几乎一致;利用声发射技术能够表征边界润滑向部分弹流润滑的过渡状态。     

基于声发射技术的Q345焊接接头特征信号分析

以Q345为研究对象,基于声发射技术对正常焊接接头和预制缺陷焊接接头的拉伸加载过程进行了动态监测,获得了加载过程中的特征声发射信号,并通过傅里叶变换对信号进行了频谱分析。分析结果表明:信号的撞击计数、能量和幅值与时间之间基本符合线性关系,能够较好地表征试件拉伸过程的各个阶段;预制缺陷引起应力集中,屈服阶段和强化阶段能量与幅值比较突出;Q345试样的拉伸频率主要集中在100kHz~300kHz。     

金刚石磨粒划擦无氧铜的声发射信号研究

为研究无氧铜的切削机理,通过单颗金刚石磨粒划擦无氧铜的声发射试验,采集了划擦过程中的声发射信号,得到了不同划擦速度、切深和进给速度下的声发射信号特征,分析了不同划擦参数对声发射信号特征参数、频谱和功率谱等的影响。研究结果表明:切深对金刚石磨粒划擦无氧铜的声发射信号影响最为显著,划擦速度和进给速度对声发射信号的影响不明显;声发射主频主要集中在0 kH~170 kHz,切深的增加使声发射信号功率谱主频由高频向低频呈现转化趋势。     

DP780胶接点焊试件拉伸损伤过程的声发射特征分析

针对1.2 mm厚的DP780高强钢板,进行胶接点焊响应面实验.采集胶焊接头拉伸过程的声发射信号,拟合拉伸过程撞击计数的历程图,对信号进行小波包分解并分析归一化能量特征,对比分析胶焊接头界面撕裂与基板撕裂失效形式声发射信号时域及频域特征,并建立胶层失效时的累计撞击计数与焊接工艺参数之间的回归模型.结果表明:界面撕裂与基板撕裂失效形式在屈服和断裂阶段产生声发射信号,且两种失效形式对应阶段频率分布相似,屈服阶段与断裂瞬间频率分别分布于31.25～281.25 kHz和31.25～125 kHz,但界面撕裂失效在胶层断裂瞬间比基板撕裂失效产生更多组声发射信号;胶层失效时累计撞击计数与焊接电流存在负相关性.     

涂层刀具高速铣削淬硬钢的声发射信号特征

通过测量不同涂层铣刀高速铣削不同硬度淬硬钢材料时的声发射信号和切屑形态,得到了电压-时间声发射信号以及声发射信号RMS值与切削工艺参数之间的关系。研究结果表明：声发射信号与淬硬钢材料硬度、刀具涂层类型及工艺参数有关;声发射信号可用来评价淬硬钢材料硬度的变化,随着淬硬钢材料硬度的增大,采集的声发射信号电压值呈逐渐增大的趋势;TiAlN涂层产生的锯齿形切屑的剪切带长度最小,切屑易于折断,从而导致其产生过程中的声发射RMS值偏小;随着切削速度和每齿进给量的增大,TiSiN、TiAlN、AlCrN和CrSiN四种涂层铣刀的声发射信号均快速增大,而随着轴向和径向铣削深度的增大,4种涂层铣刀的声发射信号变化不明显;在同一种切削参数条件下,可根据淬硬钢切屑变形特征的变化来间接评价刀具涂层的切削性能;声发射信号波形图的峰值大小可较好地反映锯齿形切屑的生成状态,进而可用来监控淬硬钢加工过程切削稳定性。     

PARAMETERS OPTIMIZATION OF CONTINUOUS WAVELET TRANSFORM AND ITS APPLICATION IN ACOUSTIC EMISSION SIGNAL ANALYSIS OF ROLLING BEARING

Morlet wavelet is suitable to extract the impulse components of mechanical fault signals. And thus its continuous wavelet transform (CWT) has been successfully used in the field of fault diagnosis. The principle of scale selection in CWT is discussed. Based on genetic algorithm,an opti-mization strategy for the waveform parameters of the mother wavelet is proposed with wavelet en-tropy as the optimization target. Based on the optimized waveform parameters,the wavelet scalogram is used to analyze the simulated acoustic emission (AE) signal and real AE signal of rolling bearing. The results indicate that the proposed method is useful and efficient to improve the quality of CWT.     

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。     

基于模糊熵的转子碰摩声发射信号的识别

利用模糊熵理论来度量转子碰摩声发射信号的特征参数相对于不同碰摩状态识别模式的不确定度。根据碰摩声发射信号的特点,选用平均信号电平、幅度、幅度动态范围以及小波包分解信号前四个节点重构信号的能量值作为声发射信号识别的特征参数,由训练样本确定各特征参数针对不同碰摩类别的基于高斯形式的隶属度函数,并由隶属函数得到特征参数与类别之间的模糊关系矩阵。由于各特征参数对于声发射信号识别的有效性不同,因此在计算模糊关系矩阵时引入有效度系数,提出一种利用模糊熵定义有效度系数的方法。结合该系数得到修正的模糊关系矩阵并计算综合评价模糊集合,选择隶属度最大的类别作为识别结果。在转子试验台上采集的不同碰摩状态的声发射信号进行验证,试验结果表明,模糊综合评价方法是一种有效的声发射识别手段,并可以利用参数有效性的差异来提高识别效率。     

三维编织C/SiC复合材料拉伸损伤演化

利用声发射技术,对三维编织C/SiC复合材料在拉伸过程中损伤发展、演化进行了实验研究。实验采集了三维编织C/SiC复合材料拉伸过程的声发射信号。运用多参数分析法,分析了三维编织C/SiC复合材料拉伸损伤的声发射特性,宏观上揭示了材料拉伸损伤的发展、演化过程和规律。研究结果表明三维编织C/SiC复合材料拉伸损伤演化可被分为两个主要阶段,损伤初始阶段和损伤严重阶段。     

频带能量特征法在声发射刀具磨损监测系统中的应用

基于对声发射(AE)信号特点的分析和小波包分解理论对不平稳信号特征提取的优势,提出一种利用AE信号的能量变化来监测刀具磨损状态的方法。该方法利用db8小波基对AE信号进行5层小波包分解,将分解后各频带上的能量值作为特征参数,并组成特征向量。分别提取在新刀和刀具磨损状态下的特征向量,根据其变化即可判别刀具磨损的程度。试验结果验证了该方法在刀具磨损判析中的可用性。     

环形腔全光纤F-P干涉仪的声发射检测实验研究

提出了一种新型结构的用于声发射检测的全光纤F-P干涉仪。选用2×2光纤耦合器,将耦合器的一个入射端与一个出射端焊接相连,以耦合器代替传统的反射腔面,构成光纤环形传输腔,腔体贴附或埋入待测固体中检测声发射信号。通过理论推导和计算机仿真,确定了此结构光纤传感器的检测特性。实验以大理石板作为待测介质,对利用信号发生器驱动PZT（压电陶瓷）作为已知超声源在大理石板中产生的连续型声发射信号,及冲击波作用下大理石板中产生的突发型声发射信号进行了检测,并利用Fourier变换,得到了声发射信号的特征频率。实验结果表明,此种结构传感器能够检测材料结构中促使光纤轴向伸缩长度的量级为10-8m的声发射信号并识别其特征频率,该结构光纤传感器无需光程的匹配,适用于大尺度构件的监测,为材料结构健康检测与监控提供了一种新的方法。     

风力机叶片多裂纹扩展声发射信号的特征识别

针对风力机叶片蒙皮多裂纹难以状态识别的问题,根据裂纹扩展释放能量的过程,推导主裂纹扩展AE信号的表达式,从而明晰了主裂纹扩展的AE信号特性及其与应力变化之间的关联。由于多裂纹扩展AE信号为卷积混合模型,提出一种对具有非平稳、非线性特性的卷积混合AE信号特征提取的方法,以输出信号的广义能量作为目标函数得到盲解卷的滤波器迭代式,采用Godard算法通过输出信号与估计值的误差调整滤波器系数,并根据相似系数选择适当的非线性函数以减少采集设备对AE信号的影响。最后在裂纹扩展试验中,预制不同尺寸的多缺陷,对叶片试件同时施加激振载荷和循环载荷,每间隔一定的循环次数采集不同状态的AE信号,同时采用具有非全局性的瞬时频率和特征尺度来识别多裂纹在不同扩展状态下的特征,从而明晰了信号特征与多裂纹生存状态的关联,形成了识别多裂纹复合材料损伤的评价机制。     

Face Rub-Impact Monitoring of a Dry Gas Seal Using Acoustic Emission

Face rub-impact of a dry gas seal was investigated using acoustic emission (AE) technology. A force applicator was designed and mounted on the seal test rig to provide controlled misalignment and thus induce rub-impact of the seal faces. Two types of AE sensor were mounted at different positions on the seal. For the PICO AE sensor mounted directly on the seal ring, the root mean square (RMS) of the original AE signal was sensitive to face rub-impact of the seal. When force was applied, the AE RMS of the PICO sensor gave a distinct periodic waveform with a period consistent with the rotational period above an initial noise signal. The magnitude and shape of the waveform changed as the applied force increased. For the R15α AE sensor mounted on the housing of the seal, no obvious changes could be found from the RMS of the original AE signal synchronously obtained during loading. Two kinds of signal processing methods were tried to eliminate noise. After band-pass filtering, the RMS of the AE signals of the R15α sensor indicated face rub-impact when the misalignment was relatively large. The empirical mode decomposition method using masking signals was found to be more effective than band-pass filtering in eliminating the noise but took much more computational time. The results indicate that the AE technology is a potentially effective tool in monitoring and investigating face rub-impact of dry gas seals.