DP780高强钢胶接点焊过程声发射信号特征及接头强度预测

针对1.2 mm厚的DP780高强钢板进行胶接点焊正交实验,采集胶焊过程的声发射信号,辨析其信号特征,建立接头强度与声发射信号特征参数之间的关系.结果表明:胶焊过程的电极加载、熔核形核和电极卸载三个物理阶段产生三段声发射信号;相比电阻点焊过程,由于胶焊过程存在胶层的烧灼与气化,其熔核形核阶段前段产生的声发射信号的振铃计数和幅值大于电阻点焊,并且飞溅出现时,声发射信号幅值增大;对于未发生飞溅的胶焊过程,焊接接头的失效载荷与熔核形核阶段声发射信号特征参数的振铃计数和正峰值具有较好的线性正相关性,据此可为胶接点焊过程焊接质量的在线检测与控制提供依据.     

储油罐声发射在线检测技术研究与应用

由于传统储罐检修中的定周期、盲目开罐可能造成巨大财力物力损失、“坏”罐漏检等问题,近年来国内外出现了睹罐在线检测技术。而声发射技术是目前国内外应用比较多的储油罐底板腐蚀在线检测定性评价技术。本文在声发射在线检测原理基础上,探索出一种实用的储罐声发射信号采集流程。在神经网络的声发射信号模式识别方法的基础上,提出了一种混合式的声发射信号处理方法。本文的研究成果成功应用于储油罐声发射在线检测的现场数据采集和分析处理,对储油罐在线检测技术研究具有一定的指导作用。     

基于声信号识别的水下焊接质量检测方法研究

水下焊接的应用领域广泛，但其焊接质量难以保障。针对水下焊接处理过程中存在的非线性程度高、参数耦合性强以及检测效率低等问题，提出了一种新的基于声信号识别的水下焊接质量检测方法。该方法通过在水下构建基于声信号采集的监测系统，实时采集焊件焊接过程中的声信息，并通过对声信号进行滤波降噪处理和特征提取，构建双权值神经网络（double-weight neural network, DWNN）模型。该模型具有优秀的高维数据非线性拟合能力，可实现水下焊接多参数与声信号多特征之间的非线性映射，且在小样本情况下仍能实现高精度的模式识别。以高强度低碳合金钢——HSLA-115钢作为焊接对象，开展水下焊接质量检测实验。结果表明，DWNN模型应用于水下焊接质量检测的识别精度可达100%。研究结果可为水下焊接工艺的优化和水下焊件专家知识库的构建提供参考依据。     

基于声发射的TiB/TC4复合材料塑性变形缺陷检测

目的 钛基复合材料塑性差,断裂机制复杂,研发准确的缺陷在线检测技术对控制其服役过程的破坏风险和成形过程的零件质量具有重要意义。方法 提出了基于声发射的TiB/TC4复合材料塑性变形缺陷检测方法,首先进行3种不同应力状态TiB/TC4复合材料试样的单轴拉伸试验,以采集声发射信号,通过断口形貌分析其断裂机制,并使用谱聚类方法对声发射信号进行聚类分析,探寻声发射信号与断裂机制之间的关系。结果 通过谱聚类可将TiB/TC4复合材料塑性变形过程中的声发射信号分为低频连续和高频突发2类,其质心频率以600~650 kHz为分界。根据断口形貌分析将其分别对应为TC4基体晶粒内位错运动与晶界处增强相TiB颗粒断裂。TiB颗粒断裂的声发射信号占比随着应力三轴度的增大而提高。TC4基体晶粒内位错运动的声发射信号为低频、连续信号,而TiB断裂的声发射信号为高频、突发信号。结论 TiB/TC4复合材料塑性变形过程中的声发射信号源机制包括TC4基体晶粒内的位错运动与晶界处增强相TiB颗粒的断裂,通过谱聚类不仅能有效检测TiB/TC4复合材料塑性变形缺陷的产生,还能识别缺陷的形成机制。     

基于声发射的真空泄漏在线检测技术研究

真空泄漏是气体动力系统运行过程中的常见故障,传统的氦质谱检漏无法实现对真空泄漏的在线检测。本文利用声发射技术阐述了基于声发射信号的真空泄漏在线检测原理,通过真空泄漏声发射检测模拟试验,并利用参数特征分析法和平均频谱分析法对不同泄漏孔径下产生的声发射信号的特征进行了研究,得到了相应的小波包归一化频带能量分布特征。研究结果表明,真空泵运行的平均时域信号频带在20kHz以下,气体泄漏激发出大量的高频声发射信号,泄漏信号参数特征值与泄漏孔径的大小密切相关,泄漏信号的归一化能量分布一致性较好。声发射技术对于真空泄漏的在线检测及泄漏量评价等有实际意义。     

光纤光栅声发射检测新技术用于轴承状态监测的研究

轴承的健康状况对旋转机械的工作状况有极大的影响。航空器中的故障轴承会间接造成事故,给飞行安全带来灾难性的后果,需要进行早期故障的有效检测判别或状态监测。与振动等传统的检测手段相比,声发射可有效检测到故障的早期状态,准确判断故障类别和严重程度。介绍了滚动轴承故障声发射检测原理以及光纤光栅声发射检测新技术。以预制外圈缺陷的轴承为例,进行了压电式声发射传感系统和光纤光栅声发射传感系统检测的对比实验,实验和分析结果表明光纤光栅声发射方法检测到的信号谱底噪声小,谱线清晰、干净,更容易分辨故障频率和分析故障的严重程度,优于振动和压电式声发射传感方法。最后介绍该技术在直升机维修保障中的应用情况。     

基于机器学习的薄板等离子弧搭接焊的熔深预测

在等离子弧搭接焊中,搭接焊接头的焊缝熔深是评价焊接质量的关键指标之一,而焊接过程中的热输入信息和熔池图像信息都与焊缝熔深有密切关系。本文通过建立304L不锈钢薄板等离子弧搭接焊数据采集系统,利用LabVIEW实时检测电信息,采用视觉传感技术实时获取薄板等离子弧搭接焊过程中的熔池图像,并通过图像处理方法获得熔池的几何参数信息,结合焊接工艺参数,选择峰值电流、峰值电压、焊接速度、离子气流量、保护气流量、熔池宽度和熔池后端长度作为输入量,焊缝熔深作为输出量,建立了基于支持向量机回归和BP神经网络的熔深预测模型。实验验证表明,采用径向基函数的支持向量机回归模型可以有效地对焊缝熔深进行预测,并具有很好的泛化能力,可为进一步实现在线优化焊接工艺参数提供依据。     

开缝衬套成形过程声发射在线监测系统设计

为提高开缝衬套的双轴柔性滚弯成形质量,设计了一套基于声发射信号和虚拟仪器的在线监测系统,该系统主要由数据采集软件、数据采集卡、声发射传感器以及信号调理电路构成,实现对双轴柔性滚弯成形过程的声发射信号进行采集、显示、分析和存储,为开缝衬套双轴柔性滚弯成形过程控制和质量预测提供数据支持.通过实验对比分析了开缝衬套的双轴柔性滚弯过程声发射信号的时域和频域特性.实验结果表明,该在线监测系统响应速度快,性能稳定,能够可靠地实现对开缝衬套双轴柔性滚弯成形过程声发射信号的在线监测.     

时间反转在列车转向架声发射源定位中的应用

针对高速列车转向架的动态检测提出一种新的损伤声源定位方法,采用声发射检测技术对转向架易损伤的焊接部位进行时间反转定位方法研究。首先利用有限元软件建立转向架焊接部位结构有限元模型;然后在模型上模拟发出一个声发射损伤信号,通过预置的声发射传感器接收声发射源信号;最后根据时间反转聚焦原理对接收信号进行处理,并通过检测区域成像,确定损伤声发射源的准确位置。数值仿真实验结果表明:该定位方法能够准确定位声源位置,定位结果比常规四点圆弧法更精确。     

基于空气传播声发射与深度迁移学习的激光粉末床熔融缺陷在线监测

目的 对激光粉末床熔融(LPBF)过程中的缺陷进行缺陷监测机理研究,并开发可靠的现场质量监测方法来指导零件生产过程。方法 使用空气传播声发射(ABAE)技术监测LPBF过程,获取多组变工况LPBF过程中的ABAE信号。通过对LPBF过程进行熔池动态分析及对比缺陷信号时频域特征,探究了LPBF缺陷声学监测机理。同时,提出了一种基于多源域知识融合的深度迁移学习(DTL-MDKF)方法以构建LPBF缺陷在线监测模型,并对模型的准确度和有效性进行了系统评估。结果 LPBF熔池状态与产生的缺陷密切相关,所对应的声源发生机理不同是导致其信号特征呈现差异性的主要原因。所提出的DTL-MDKF方法模型对5类LPBF缺陷的识别准确率可达98.2%,且t-SNE可视化分析结果证明了其良好的深度特征挖掘能力以及将模型中多源域自适应融合知识迁移用于目标域LPBF缺陷监测任务的有效性。结论 相比于传统单一源域迁移学习方法,所提出的方法模型具有更好的性能,能够实现对复杂多变工况的LPBF制造缺陷的精准实时监测,可为LPBF零件的生产提供一定的指导。     

铝合金搅拌摩擦焊超声检测研究进展EI北大核心CSCD

铝合金搅拌摩擦焊(friction stir welding, FSW)焊接参数选择不当将会产生隧道孔、未焊透(lack of penetration, LOP)和吻接等取向复杂、细微紧贴的缺陷。首先,本文简述了FSW焊缝与典型缺陷特征,总结了超声检测时面临纵向分辨力低、缺陷表征不完整、材料与缺陷声阻抗接近和灵敏度不足等难点。随后,从常规超声、超声衍射时差法(time-of-flight diffraction, TOFD)、相控阵超声检测技术和其他超声检测技术等方面综述了现有的铝合金FSW超声检测研究工作。最后,结合超声信号处理方法和机器学习方法对研究前景进行展望:可以通过分析和提取信号特征,进一步提升超声检测分辨力和信噪比,并实现取向复杂缺陷和细微紧贴缺陷的精准辨识与定量。     

电阻点焊质量检测技术研究现状

电阻点焊过程由于受到各种因素的影响,熔核区域容易出现裂纹、缩孔、未熔合等缺陷,焊点质量直接影响焊接部件的使用寿命,因此对焊点的缺陷检测与质量评定非常重要.对电阻点焊原理进行概述,总结了电阻点焊质量检测技术最新研究成果及应用,分析了焊接过程参数监控方法、焊后无损检测方法的检测机理、质量评定方法及其在实际应用中的优缺点,对...     

模基水声信号处理技术的研究现状和展望

常规信号处理方法的前提条件相对简单,不能满足水声信号处理中海洋环境非平稳和极低信噪比等实际情况。基于模型的信号处理方法(模基处理技术)能够将物理模型引入到信号处理算法中,并且能够有效利用先验信息提高信号处理的性能,是一种有潜力的信号处理技术。结合多年的模基水声信号处理研究基础,首先介绍了模基处理的基本概念,然后介绍了模基处理器的基本框架和其主要优势,进而对模基技术在水声信号处理各个应用领域的研究现状做了全面的归纳和简要的评述,在此基础上,分析了该领域进一步的研究方向。     

分布式光纤入侵信号检测与识别

分布式光纤声波传感(DAS)技术通过接收相干瑞利散射光的相位信息来探测声波或振动信号,具有灵敏度高、动态范围广等特性,可利用线性定量测量实现对信号的高保真还原.随着实际应用的需求不断提高,光纤入侵检测领域对事件的定位和识别提出了更高的要求,表现为对入侵事件的准确分类,因此将分布式光纤声波传感技术与模式识别(PR)技术相...     

铝合金搅拌摩擦焊接头缺陷的超声检测方法研究综述

铝合金搅拌摩擦焊技术广泛运用于航空航天、汽车、船舶等制造领域,在国防工业的发展中扮演着重要角色,而超声波检测技术在对搅拌摩擦焊接头质量评估和控制方面起着不可或缺的作用。综述了铝合金搅拌摩擦焊接头缺陷的超声检测方法。介绍了接头缺陷的复杂多样的特点,分别阐述了超声检测A信号分析,超声C扫检测和超声相控阵检测方法在搅拌摩擦焊缺陷检测的应用,并介绍了3种检测方法检测能力,明确了搅拌摩擦焊缺陷超声检测尚需解决的突出问题并展望了未来研究的发展方向。     

蛙人水下语音通信技术研究现状和展望

蛙人水下语音通信机是蛙人进行水下行动和作业必不可少的装备,在军事和民用等领域受到越来越多的关注。首先介绍了国内外蛙人水下语音通信机产品和技术的研究现状和成果,然后对蛙人水下语音通信机领域发展面临的关键问题进行了详细讨论。指出了越来越多的基于数字信号处理技术的调制解调技术被运用到蛙人水下语音通信领域中,可有效降低水下蛙人语音使用中多途效应和海洋环境噪声等干扰因素,提高通话质量,并已成为主要的研究方向;在结构方面,蛙人水下语音通信机由分体式、大体积向模块化、小型化、低功耗和一体式转变,这也成为未来发展的趋势。     

面向激光选区熔化金属增材制造的检测技术研究进展

激光选区熔化技术(简称SLM)近些年来发展迅速,已应用于航空航天、医疗、模具等诸多领域。首先综述了近几年SLM领域的在线检测、离线检测技术的进展,重点介绍了SLM的在线检测手段,如利用同轴/旁轴原位架构的高速CCD及红外成像装置获取SLM过程中丰富的可见光和红外信息,介绍了相关描述子提取方法,并研究描述子与SLM成形质量的相关性,另外,少部分学者基于声信号信息源、光电二极管进行了单熔道成形质量的分类识别检测。此外,还介绍了SLM的离线检测手段,除传统的材料测试分析方法外,显微CT和激光诱导击穿光谱学为SLM的缺陷三维表征和成分分析提供了高效新型的工具;在此基础上,进而重点综述了SLM的过程监测及反馈控制策略。其中,介绍了常见的机器学习模型(K均值聚类分析、支持向量机、深度置信网络、卷积神经网络等)及其在SLM过程统计描述子提取中的研究进展。还介绍了统计过程控制方法在SLM的特征量间和特征量与SLM成形质量间的关系分析及控制图生成方面的应用;最后,对SLM在线和离线检测研究进展进行了总结,并对其主要发展方向进行了展望。     

海洋资料浮标声学特征采集系统设计

为利用我国现有的10 m大型资源浮标,实现对海上侵权船只进行探测和识别,介绍了一种加装在浮标上的声学特征采集系统设计。该系统设计包括声学基阵设计,信号采集处理机设计,目标探测与方位估计算法和声学基阵方位补偿方法等。2014年6月进行了一次湖上试验,试验结果表明：声学特征采集系统的硬件可靠,目标探测、方位估计和方位补偿算法有效。该系统已在我国特定敏感区域开展的维权执法目标探测识别与信息传输技术的信息综合监视中示范应用。     

An evaluation of acoustic emission for the detection of defects produced during fusion welding of mild and stainless steels

Acoustic emission is being evaluated for the detection of defects during fusion welding. In these trials, both the US-GARD and UKAEA-RNL equipments were used to monitor deliberately introduced defects during welding of mild steel and stainless steel plates. The plates were then examined by conventional non-destructive testing methods to establish the presence of the intentional and some non-intentional defects, and the results compared with the indications given by acoustic emission. It was found that one or other of the equipments detected 15 out of the established 20 major defects and that each separately detected 10 of them. Some indications given by acoustic emission were not related to known defects and are attributed to noises produced by the welding process.