小波去噪在焊接裂纹声发射信号处理中的应用

针对低碳钢焊接裂纹的特点和形成机理,研究了利用小波分析技术对焊接裂纹声发射信号进行消噪的过程.通过对提取典型的110～190kHz频率范围内的裂纹信号进行波形和频谱分析,其结果肯定了小波分析在裂纹信号处理中的有效性,为帮助判定焊接结构的完整性和可服役性提供了一定的帮助.     

基于LabVIEW的6063铝合金裂纹扩展状态的声发射分析

基于LabVIEW软件平台,绘制了6063铝合金缺口试样低周疲劳试验的声发射特征参数统计图和累积图。通过与断口分析结果进行对比,划分出AE信号对应裂纹扩展的三个阶段,并且发现两次主裂纹合并对应着三个高强度脉冲信号。通过对裂纹扩展三个阶段的撞击数进行波形分析和频谱对比分析,得出6063铝合金低周疲劳的声发射信号特征频率为225～250kHz和350～500kHz．     

基于声发射信号的铝合金LSP弹塑性波传播规律探究

目的 为提高激光冲击强化(LSP)的声发射(AE)监测精度,结合AE监测技术与LSP弹塑性波理论,探究LSP过程中弹塑性波传播规律。方法 首先,基于弹塑性波理论设计LSP试验,采用AE监测技术实时获取冲击信号,并测量冲击后铝合金7075的塑性变形程度。然后,基于AE信号的时域波形,提出包络欧式距离法,确定对加工质量敏感的感兴趣片段(FOI)。进一步基于FOI,结合实际加工条件,定义了新的累积AE波形熵特征。最后,基于AE信号的多模态和非平稳信息,定义瞬时峰值能量曲线(IPEC),并进一步提取相关特征,从而探究弹塑性波传播规律、衡量传感器优劣。结果 仅包含弹性波的AE信号波形明显区别于弹塑性双波,塑性波传播速度明显落后于弹性波。包络欧式距离法确定的FOI能很好地定位弹塑性波。相较于AE波形熵,累积AE波形熵特征能很好地区分不同程度的弹塑性波。对比弹性波,塑性波主要集中在中低频段(200 kHz以下)。IPEC曲线精准确定31 kHz模态为塑性波的主要成分。进一步提取的峰值变化量 和峰值延迟时间 表明:相较于谐振传感器,宽频传感器对塑性波更加敏感。结论 所提方法和特征分别从时域和时频域上探究了弹塑性波的传播规律,所得的结论为规范和提高LSP的AE监测技术提供了理论支持与指导。     

30CrMnSi三点弯曲过程的声发射特性研究

利用全波形声发射技术记录了30CrMnSi高强度合金钢在三点弯曲载荷下整个破坏过程的声发射信号。在研究了声发射累计振铃计数随栽荷变化的基础上，得出裂纹的发展过程大致可分为三个阶段。采用参数分析法和频谱分析法对裂纹发展的三个阶段声发射信号进行了统计和分析，得出声发射信号频率的升高和幅值的增加是构件逐渐破坏的特征。     

电梯钢丝绳拉伸过程中的声发射特征

采用声发射技术对电梯钢丝绳拉伸过程进行监测,获取钢丝绳断丝信号,并对断丝信号进行参数分析和波形分析。试验结果表明:声发射检测技术能很好地定性辨识断丝信号。断丝信号具有高幅值高能量的特点,信号幅值在80~100 dB之间或绝对能量在2×10~6 mV·s以上的信号可定性认定为断丝信号。通过对具有这些特征的信号进行统计,可对钢丝绳断丝情况定量计算,从而推断出钢丝绳的剩余强度。钢丝绳断丝信号为突发型信号,对信号进行快速傅里叶变换可得知断丝信号的频率主要分布在0~220 kHz之间,且在25~50 kHz之间有明显的能量峰值。     

厚壁管道轴向裂纹对C-SH0模态反射特性的影响

采用有限元方法分析了激励信号的中心频率、轴向裂纹长度、缺陷深度和缺陷位置对周向超声导波反射的影响.利用时域反射系数R评价了轴向裂纹反射回波强度随缺陷尺寸和中心频率的变化趋势.对于一定尺寸的非贯通轴向裂纹,当中心频率从55 kHz增加到110 kHz时,周向水平剪切模态(C-SH0)的R略有增加.在给定的中心频率下,随着...     

起重机梁活性缺陷的声发射信号特征

探讨起重机梁缺陷的声发射信号特征和发展规律。采用模拟梁加载试验,获得梁上人工裂纹萌发和扩展过程的声发射信号。通过经验模式分解方法分析出不同载荷和裂纹扩展过程的声发射频率特征。结果表明,起重机梁活性缺陷声发射信号为突发性信号,每一事件声发射所含频率成分复杂。一般裂纹萌发时的声发射信号频率较低;随着裂纹的发展,频率逐渐增高,缺陷频率范围约为25～160 kHz。该研究为起重机械活性缺陷的声发射检测技术提供了理论基础。     

起重机箱形梁结构表面裂纹扩展的声发射特性

采用声发射技术监测带有表面焊接裂纹的箱形梁结构的三点弯曲试验。分析了箱形梁试件受载弯曲过程中裂纹扩展的声发射信号特征,比较了加载过程中不同载荷水平下定位源信号的声发射参数特征。研究发现,表面裂纹扩展的声发射信号为突发型信号,其幅度主要为45～60dB,频率主要分布在100～450kHz。试验结果表明,线定位方法可以对箱形梁试件中的裂纹缺陷进行准确定位。     

单颗磨粒磨削玻璃的声发射实验研究

采用单颗金刚石压头作为磨粒对玻璃进行磨削实验,采集了磨削过程中的声发射信号,分析了磨削参数变化对声发射信号参数特征值的影响。结果表明:磨削过程中产生的声发射信号特征参量值振铃计数值、信号均方根值RMS随着磨削深度和磨削速度的增大而增大;随着工作台移动速度的增大而减小。在本实验条件下得到的声发射信号频率峰值主要在15.53 kHz以及18.65 kHz两个部分,且实验时主要研究玻璃材料脆性方式去除过程,说明了玻璃脆性断裂时产生的声发射信号频率峰值集中在15.53kHz和18.65 kHz。     

基于MBN法的应力检测参数优化及试验

搭建了基于磁巴克豪森噪声(MBN)原理的电磁检测平台,以Q235钢为试验对象开展了应力检测研究。在试验之前采用不同的波形、频率和电压进行测试,分析MBN信号峰值与频率、电压的关系,确定最优的激励参数。通过静载拉伸试验确定MBN信号与拉应力之间的关系,拟合MBN信号峰值与拉应力的关系曲线,分析信号峰值作为应力评价指标的可行性。结果表明:正弦波作为激励信号产生的MBN信号特征明显、信噪比高;MBN信号峰值随拉应力的增大而先增大后减小;分析非线性拟合曲线可以对应力集中程度进行评估。     

Fatigue crack propagation of super duplex stainless steel with dispersed structure and time-frequency analysis of acoustic emission

The fatigue crack propagation of super duplex stainless steel was investigated for the effect of various volume fractions of the austenite phase by changing the heat treatment temperature. We also analyzed acoustic emission signals obtained during the fatigue crack propagation by the time-frequency analysis method. As the temperature of the heat treatment increased, the volume fraction of austenite decreased and coarse grain was obtained. The specimen treated at 1200 had a longer fatigue life and slower rate of crack growth. Results of time-frequency analysis of acoustic emission signals during the fatigue test showed the main frequency of 200-300 kHz to have no correlation with heat treatment and crack length, and the 500 kHz signal to be due to dimples and separation of inclusion.     

Interface fracture toughness and fracture mechanisms of thermal barrier coatings investigated by indentation test and acoustic emission technique

Interface fracture toughness and fracture mechanisms of plasma-/sprayed thermal barrier coatings (TBCs) were investigated by interfacial indentation test (IIT) in combination with acoustic emission (AE) measurement. Critical load and AE energy were employed to calculate interface fracture toughness. The critical point at which crack appears at the interface was determined by the IIT. AE signals produced during total indentation test not only are used to investigate the interface cracking behavior by Fast Fourier Transform (FFT) and wavelet transforms but also supply the mechanical information. The result shows that the AE signals associated with coating plastic deformation during indentation are of a more continuous type with a lower characteristic frequency content (30-60 kHz), whereas the instantaneous relaxation associated with interface crack initiation produces burst type AE signals with a characteristic frequency in the range 70-200 kHz. The AE signals energy is concentrated on different scales for the coating plastic deformation, interface crack initiation and interface crack propagation. Interface fracture toughness calculated by AE energy was 1.19 MPam_1/2 close to 1.58 MPam_1/2 calculated by critical load. It indicates that the acoustic emission energy is suitable to reflect the interface fracture toughness.     

机车主极裂纹检测的数字相关测量方法

涡流检测信号中的相位信息能反映检测系统的某些特性，讨论用数字相关法提取相位特征信息。介绍了采用相关分析法测量两路同频率正弦信号相位的数字化方法基本原理。以电力机车主极为研究对象，将数字测相法和统计分析相结合提取主极裂纹的特征信息，并成功用于识别主极上有无裂纹。     

基于裂纹精细数值模型的应力腐蚀裂纹重构

真实裂纹的反演重构是无损检测理论的难点之一。由于反问题的不适定性,在应力腐蚀裂纹(SCC)的定量重构中常出现裂纹深度的过小评估。根据SCC电导率的测定结果,采用裂纹区电导率分区域赋值的思想,建立了SCC精细数值计算模型,有效改善了SCC深度的欠评估问题。裂纹重构过程中,利用基于粒子群算法(PSO)和共轭梯度法(CGM)的混合逆策略,分别寻求裂纹的形状参数和电导率分布。数值模拟和实际涡流检测信号的重构结果,验证了所提出的模型和方法对于应力腐蚀裂纹重构的有效性。     

Acousto-ultrasonic evaluation of adhesively bonded CFRP-aluminum joints

Correlation between the amount of artificial defects in bonded region and the acousto-ultrasonic parameters (AUPs) including the signal amplitude in adhesively bonded joints of carbon-fiber reinforced plastic (CFRP) laminates and Al6061 plates was investigated. The effect of the frequency content and the bandwidth of input signals were studied using 200 kHz, 650 kHz, 1 MHz, 2 MHz pulses and 1 MHz tone-burst signals. With increasing fraction of defects, the signal amplitude and AUP1 were decreased but AUP2 was increased. This result was attributed to the energy transfer characteristics of bonded joints with delamination-type defects and the change of spectral content as a result of the defects. Considering the highly attenuative nature of composite laminates, a pulse signal with major frequency content at or around the third harmonic of thickness mode resonance, 600700 kHz for the dimension of specimens used in this study, was found optimal for acousto-ultrasonic testing of CFRP-aluminum joints.     

压力容器密封失效泄漏声发射检测

主要通过介绍两台压力容器密封失效泄漏的声发射检测案例,分析了压力容器密封失效泄漏时声发射信号特性。检测结果显示当泄漏介质为液体时,密封失效泄漏信号为幅度较低的连续型信号,中心频率约为10～50 kHz;当泄漏介质为气体时,泄漏信号为幅度较高突发型信号占优的混合型信号,中心频率约为100～400 kHz,此类信号能通过时差定位方法实现定位。检测结果为类似压力容器泄漏声发射检测提供了参考。