齿轮接触疲劳的声发射研究

本研究首次使用了新型的接触疲劳试验机,采集了更为有效的齿轮接触疲劳声发射信号.在分析了扩展阶段的撞击数变化规律后,认为只要是加载的载荷幅度不发生变化,在此阶段的扩展速率就保持不变.以撞击数描述齿轮接触疲劳状态显示:接触疲劳裂纹扩展速率约为594.05 (count/min).另外,在对疲劳信号进行傅里叶变换后,发现实际齿轮接触疲劳裂纹的扩展特征频率约为109.6kHz～368.6kHz.     

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.     

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。     

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。     

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.     

结构疲劳损伤的声发射检测可靠性研究

针对声发射技术对金属结构损伤的检测可靠性问题,以金属疲劳裂纹检测试验为基础,利用声发射特征参数的趋势分析和关联分析法,首先根据贝叶斯理论,计算了声发射对一定长度疲劳裂纹的检测概率;其次,研究了检测结构起裂时对应声发射幅度参数的阈值及其对损伤判断的影响。该研究可为减少声发射检测中的金属疲劳损伤信号误判,提高检测效率,以及确定复杂航空结构疲劳寿命提供支持。     

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。     

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。     

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。     

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。     

基于声发射技术的绝缘子在线监测方法的研究

通过对绝缘子现行的污秽监测方法的研究分析,提出了基于声发射技术的绝缘子污秽放电在线监测方法,对电晕放电和污秽放电声发射信号进行了实验研究,并对两者放电声发射在波形相位与强度上的差别进行了分析比较,基本消除了电晕放电对污秽放电声发射信号的干扰,从而揭示了污秽放电的严重程度和声信号之间的关系,证明了声发射技术在绝缘子在线检测上的可行性。     

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.     

声发射技术在储罐检测中的应用

介绍了声发射检测技术的基本原理和特点,通过100m^3液化气储罐声发射检测的应用实例,说明了声发射检测的实施过程和结论分析,因其具有简捷、经济、灵敏度高,又能检测“动态”缺陷等特点,已发展成为金属压力容器检测和安全评定的主要无损检测方法之一。     

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...     

声发射传播特性及传导方式的研究综述

介绍了声发射在各种介质和波导杆中的传播特性,叙述了已存在的传导方式,综述了在检测过程中,选择合适的传感器和波导杆以及传感器的安装位置,为检测精度的提高打下基础。     

20 kHz频率下高强度钢超高周疲劳研究

应用超声疲劳试验技术，对两种高强度钢在20kHz频率下10^5～10^10循环周次的疲劳性能进行了测试分析。结果表明：应力比R=-1时，D38MSV5S钢与100C6钢在10^5～10^10循环周次之间，试样仍会发生疲劳断裂，疲劳强度随循环次数的增加而下降；R=0．1时，D38MSV5S钢在10^6～10^7循环周次之问会出现疲劳强度。与30Hz频率下常规疲劳试验数据比较发现，频率对100C6钢的疲劳性能影响不大；R=-1时，D38MSV5S钢20kHz频率下的SN曲线略低于30Hz频率下的SN曲线，当R=0．1时，频率对D38MSV5S钢疲劳性能的影响更为明显。在超高周疲劳循环下，疲劳破坏主要起源于试样内部夹杂物。     

基于疲劳短裂纹行为的疲劳寿命估算方法

在疲劳短裂纹形成和扩展行为基础上,提出了一种疲劳寿命估算方法。计算结果表明,该方法具有满意的预测精度。     

管道声发射检测配套技术实验研究

在实验室条件下,建立了一套超声―声发射检测实验系统。在不同缺陷情况下,对超声波传播特性进行实验研究。利用STFT和小波分析技术对检测到的信号进行了分析,结果表明,可以利用超声波技术来对管道声发射检测到的缺陷进行更精确的定位,并能获得更多的缺陷信息,为工程应用奠定了基础。     

核电汽轮机转子在低周疲劳与高周疲劳交互作用下裂纹扩展寿命的研究

提出核电汽轮机转子在低周疲劳与高周疲劳交互作用下裂纹扩展寿命的计算与评定方法。介绍核电汽轮机转子的低周疲劳与高周疲劳的应力幅与应力范围、低周疲劳裂纹扩展寿命与高周疲劳扩展寿命的计算方法。给出了核电汽轮机转子在低周疲劳与高周疲劳交互作用下裂纹扩展日历寿命的计算与评定方法,以及1 000 MW级核电汽轮机焊接低压转子疲劳裂纹扩展日历寿命的计算与改进的应用实例。结果表明,高周疲劳对汽轮机转子疲劳裂纹扩展日历寿命有比较大的影响,新研制核电汽轮机的转子结构设计和在役核电汽轮机的转子安全性评定,需要评估转子在低周疲劳与高周疲劳交互作用下裂纹扩展 寿命。     

球阀阀杆的疲劳设计

介绍了苛刻工况下频繁启闭的球阀阀杆疲劳分析设计方法。