磁头/磁盘系统静态特性实验研究

通过实验来研究磁盘转速对磁头飞行姿态和磁头读写性能的关系.研究表明:磁头滑块飞行高度和俯仰角伴随着磁盘转速的增大而增大;磁盘转速增大,磁头飞行高度增加,降低了磁头读出信号的能力,与此同时,信噪比也大幅下降.实验研究结果为磁头/磁盘结构设计提供了依据.     

表面粗糙度对磁头磁盘系统静特性的影响

在Ｒｅｙｎｏｌｄｓ方程中引入了压力流因子和剪流因子，考虑粗糙度对超薄气体膜润滑的影响。雷诺方程中综合考虑了气体的可压缩性、稀薄效应以及表面粗糙度等因素，讨论了飞浮高度在２５～５０　ｎｍ之间的高密磁盘系统在磁头磁盘都粗糙、磁头粗糙和磁盘粗糙三种情况下的承载能力及系统压强中心的变化。结果表明，粗糙度对高密磁盘系统承载能力的影响很大，粗糙度相同时，磁头粗糙的系统承载能力最好；不同粗糙度模式时，压强中心变化不大。     

磁头/磁盘超薄气膜润滑动特性计算与分析

给出了一种新的计算超薄磁头／磁盘气体润滑压力的差分算法和公式,指出了磁头偏离平衡位置的3种方式,并对超薄磁头／磁盘气体润滑问题中的动特性参数进行了计算。计算结果表明：磁头气体动压正翻刚度是影响磁头稳定的重要因素,它会使磁头越来越偏离平衡位置。     

基于声发射信号的金属铣削过程研究

为了对铣削过程进行状态监测,避免在铣削工作过程中产生突发损伤,从铣削加工中的声发射现象入手,采集整个铣削过程中产生的声发射信号,利用声发射计数进行数据分析,得到铣削过程中不同阶段所对应的声发射计数的变化规律,从而进一步对整个铣削过程的稳定性进行分析研究。结果表明,主轴转速设置在1600 r/min～3200 r/min时,随着主轴转速增大,主轴转速与声发射计数呈正相关关系,随着主轴转速设置的增大,相应的各个时刻所对应的声发射计数值也发生增大,系统越不稳定。声发射计数对主轴转速这一铣削参数的变化非常敏感,能够很好地反映金属铣削过程的稳定性,很好地描述整个铣削过程。在每次铣削试验中,铣削初期阶段,声发射计数值呈阶跃性增大,然后逐渐保持平稳的特征;而当铣削进行到试件中段时,声发射计数继续增大,达到峰值。因此,铣削过程中,铣削的加工试件中间位置时需要重点关注,此时铣削状态最不平稳,最容易发生失效。在实际铣削过程中,重点监控好声发射计数,能避免刀具等加工件发生损伤破坏,提高加工质量及加工效率。     

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.     

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。     

压力管道泄漏声发射信号能量累计特性研究

针对压力管道在泄漏时会产生声发射的现象，研究了声发射信号能量累计值与泄漏孔射流速度的关系，并通过压力管道圆孔泄漏的声发射试验测试对该关系进行验证。试验结果表明，管道泄漏时的喷射流速越大，泄漏声发射信号的能量累计值越大，与喷射流速的4．5．6．5次方成正比，而比例常数波动范围较大，不能观察出泄漏孔径改变对比例常数的影响。     

磨削过程中超高频声发射信号的研究

本文对磨削过程中在磨削接触区的微观过程引起的超高频声发射进行了研究。结合磨削试验，考察了不同条件下超高频声发射信号的变动情况，对利用超高频声发射信号对磨削过程进行监控的可行性进行了研究。     

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。     

复合叠层材料制孔过叠层阶段声发射分析

复合叠层材料钻孔加工时,伴随着刀具的磨损,会产生丰富的声发射信号。刀具在加工叠层材料接触面时会引起声发射信号突变,为研究该过程信号的突变规律,采用硬质合金钻头与碳纤维复合材料-铝合金叠层板件开展了一系列实验,采集制孔过程中刀具的声发射信号,对信号进行了时频域多分辨率分析。研究表明,在刀具从复合材料加工至铝合金过程中,信号强度逐渐降低,高频段成份逐渐增加。     

管道声发射信号衰减特性随管道壁厚变化研究

为了建立压力管道泄漏声发射衰减定位模型,需要开展压力管道泄漏声发射试验研究。由于试验管道无法按1∶1比例采用核电站压力管道原型,有必要针对相同材质和加工工艺、不同壁厚和外径的金属管道,获取声发射信号在不同壁厚的金属管道中的传播特性规律及差异,揭示金属管道壁厚对声发射波传播衰减的影响。分别采用3种不同尺寸规格的金属管道作为试验对象,运用声发射探测技术获得声发射信号沿着不同壁厚的金属管壁传播的衰减规律,揭示了金属管道壁厚对声发射波传播的影响。结果表明,管道声发射信号的衰减特性随着管道壁厚的不同而变化,在薄壁管中声发射波在传播路径中会产生模式转换,即发生频散现象,各种模式的波相互叠加使信号幅度沿着传播路径未呈单调衰减趋势,用声发射信号的衰减特性做定位时须考虑这一点。     

气体管道泄漏声源特性声发射试验研究

对气体管道泄漏孔处声源进行了声发射检测试验,分析了气体泄漏产生声发射的原因,通过对不同泄漏孔直径、不同泄漏内压情况下的声发射信号处理与分析,得出气体管道泄漏声源的频率范围及幅度随管道内部压力、泄漏孔径的变化影响规律,并与管道气体泄漏的数值模拟结果进行了对比分析,试验研究结果为气体管道泄漏声发射检测提供依据。     

Recording Acoustic Emission Signals by the Modified Oscillation Method

A method for recording acoustic-emission signals is proposed. The method allows the number of recorded parameters to be increased and the reliability and trustworthiness of the experimental results to be improved. A computer-aided device for implementing the proposed method in measurements of the basic informative parameters of the acoustic emission has been developed and manufactured. The device is based on technical solutions that allow the data traffic along the communications channel to the computer to be reduced.     

特征声发射信号的时频能量分析

由于声发射信号多频率多模式的特点，不同频率的声发射信号表现声发射源特性的能力有所不同，这在应用中给声发射信号的处理带来了很大的困难，文章将信号引入到时频域，利用时频联合分布的能量特性，在时频域中计算信号的能量，以能量为依据选取声发射信号中的特征声发射信号，得到了满意结果。     

A Study on Incipient Damage Monitoring in Rolling Contact Fatigue Process Using Acoustic Emission

Acoustic emissions (AE) technique was applied to rolling contact fatigue tests of two radially loaded rollers running under constant load and velocity to detect the incipient damage and damage location. Signals detected from contacts were processed using signal conditioning and enhancement techniques by an AE source locator to bring out the difference between the signals from the sound and damaged rollers. It was found that AE hit count pulse observations by the AE source locator can provide an indication of the damage at its initial stage. The conventional AE parameters and the AE signal features were studied and correlated with the AE source locator counts. The results demonstrated the successful use of the combination of the AE monitoring and the AE source locator as a new technique for detecting the incipient damage and forecasting the position of the damage in the roller, and this technique could allow the user to monitor the rate of deterioration of the rolling elements.     

基于声发射的双谱分析在金刚笔状态特征提取中的应用

为了有效地识别砂轮修整过程中金刚笔的钝化状态，针对金刚笔修整砂轮过程中声发射信号的非平稳时变特点，研究了用于金刚笔状态特征提取的基于声发射的双谱分析方法。通过砂轮修整过程在线监测实验，分析了金刚笔在锐利、中等钝化和钝化状态下，修整过程中声发射信号的双谱特征，提出了归一化双谱模对角切片特征提取方法。研究表明，采用基于声发射的双谱分析方法可以有效监测砂轮修整过程中金刚笔的钝化状态。