基于连续小波变换的厚壁管道周向导波扫描成像试验研究

采用周向导波用于厚壁管道中的缺陷扫描检测。基于连续小波变换提取特定频率下小波系数包络信号用于厚壁管道缺陷成像。试验中斜探头以步长为2 mm轴向扫描检测轴向缺陷,得到斜探头晶片覆盖轴向缺陷不同程度时的检测信号。截取包含缺陷回波和周向回波的信号并得到频率点500 kHz的小波变换系数包络信号,与频散曲线对比分析得到检测信号主要为周向类Lamb波模态CL3。进一步利用不同扫描点处检测信号的连续小波变换系数包络信号并进行幅值包络成像。利用该幅值包络成像重构得到轴向缺陷并有效确定该缺陷的长度。基于连续小波变换得到的特定频率点处幅值包络信噪比较好,且成像结果具有较高的聚焦性。因此,利用基于连续小波变换的幅值包络成像方法可提高检测信号识别以及缺陷识别能力。     

脊波在工业CT图像裂纹边缘检测中的应用

在分析工业CT图像本身特点及小波变换检测点状奇异性的基础上，研究改进了一种基于脊波变换的边缘检钡0方法，并将其应用于实际工业CT图像裂纹检测中。首先利用脊波变换获得裂纹方向和大致范围，然后通过区域灰度均值比较定位裂纹区域，最后采用梯度算子检测出裂纹边缘并对其进行多项式拟合，得到定位准确、连续、独立的裂纹边缘图像。CT图像的旋转实验验证了该算法的鲁棒性，而与Earlace算子、Canny算子和Mallat小波方法的对比实验则证实该算法具有较强的抗噪声能力。     

基于小波分析的裂纹梁的损伤识别

阐述了一种基于小波变换的含裂纹梁的损伤识别方法,利用含裂纹梁的一阶模态阵型作为小波分析的力学特征信号,识别损伤的位置和大小.利用小波分析系数的模极大值随分析尺度的传播定位损伤的位置,计算针对于损伤频率信号的能量判断损伤的大小.与以前的小波分析方法相比,此方法确定损伤位置的可靠性高,能识别微小的损伤.利用能量守恒定理和小波分析频段细化的能力,裂纹的定量分辨率高.     

导波检测金属构件疲劳裂纹的试验研究

对于金属工程结构而言,疲劳裂纹是威胁结构完整性的关键问题之一,但是金属构件从疲劳裂纹萌生到发生断裂只发生很小的永久变形,很难事先察觉,是一种极其危险的破坏形式,因此对疲劳裂纹进行准确的定性和定量检测具有重要意义。介绍了用导波检测金属试样疲劳裂纹的试验研究,建立了四点弯曲试验装置,对试样施加疲劳载荷,PZT传感器表面安装在试样上,在疲劳试验中被用来激发和接收导波,利用连续小波变换从导波应力波信号中提取特征,表征疲劳裂纹的存在和扩展,同时采用数码相机对裂纹进行图形捕捉,通过试验结果对比表明所提出方法的适用性和有效性。试验结果表明,提出的检测方法能够准确、实时地检测出疲劳裂纹的存在。     

基于连续小波变换的滚动轴承外圈故障检测

提出了用连续小波变换与傅里叶变换相结合进行轴承外圈故障识别的新方法。先通过Morlet连续小波变换对故障轴承信号进行不同尺度的分解．再对其获得的小波系数进行快速傅里叶变换来识别故障特征频率。然后对不同信号做小波系数能量谱进行对比。优点在于能够在强噪声背景下较为精确的识别外圈故障。实际测试验证了新方法的正确性。     

小波变换在瞬变信号检测中的计算机仿真及应用

利用连续小波变换对模糊瞬变信号进行了仿真,试验结果表明,此方法灵敏度高,对噪声具有较好的鲁棒性。在此基础上探讨了基于离散小波变换的刀具破损的检测情况,取得了较好的效果,解决了以往此类故障由于干扰大而难以识别的困难,为故障诊断领域提供了一种非常有效的手段。     

数控机床主轴径向运动误差在线高精度检测

数控机床加工工件时，在切削力的作用下，用“以被加工工件为测量基准”的测量方案，实时测量机床主轴的径向运动误差．为了提高信噪比，采用基于精确重构的小波变换算法去除加工时存在的噪声．这种新算法成功地应用于自行开发的在线检测装置中。为了掌握测量系统频域特征，还从谐波抑制和总体频域特性两方面做了分析。通过实验验证了该方法的正确性。     

小波分析在齿轮产品质量检测中的应用

提出了一种基于小波变换的齿轮产品质量检测方法，用Daubechies小波速波器实现了齿轮产品的高精度自动化检测。     

基于结构光视觉的钢轨波磨检测与定位方法研究

钢轨波磨的高精度测量是研究钢轨波磨问题的基础。基于钢轨波磨检测与定位问题,提出了一种结合结构光视觉、波磨横向测量线以及连续小波变换的波磨测量系统。建立基于结构光视觉的钢轨轮廓测量模型,提出依据11条波磨测量线来提取轨面不平顺并运用连续小波变换时频分析方法,实现了波磨的横向与纵向位置定位。通过搭载测量系统的波磨小车对实际线路进行测试,结果表明,该曲线内轨曲中点和缓圆点处均存在波磨,且曲中点处波磨幅值大于缓圆点处;外轨曲中点和缓圆点处轨面在所有测量线处无周期性,不存在波磨。该曲线波磨纵向位置在K19+555~K19+650范围内,横向位置在B-B测量线上,波长约为200mm,横向定位后的轨面不平顺水平要比未经定位的轨面不平顺水平大4.2dB。波磨测量系统实现了钢轨波磨的精确定位与测量。     

声频应力波实时检测分析仪

针对目前国内桩基和锚杆质量检测仪的不足,采用CPLD+ DSP+ ARM硬件平台,对声频应力波信号进行24位/1M的浮点采集,应用小波变换和Hilbert变换对声频应力波信号实时处理,提取声频应力波的瞬时信息,实现快速、准确的无损检测,提高了现场测量的准确性和效率.通过高速公路上的锚杆质量检测,验证了该仪器性能.     

小波分析识别裂纹参数中的噪声影响

鉴于信号和噪声进行多尺度小波变换时,其小波系数模极大值在多尺度上表现出截然不同的性质,直接将悬臂梁含噪声的前四阶模态进行小波分析,从小波系数模极大值在多尺度上的特性可以定位损伤,讨论高阶模态在损伤识别中的优缺点.定义一个和小波系数直接相关的集中因子,建立其与裂纹深度之间的关系,并分析模态中的噪声对裂纹深度识别的影响规律.研究可对实测环境中小波分析识别损伤提供一定的参考.     

ANALYSIS OF MECHANICS IN BALL SPINNING OF THIN-WALLED TUBE

Ball spinning is applied to manufacturing thin-walled tube with high precision and high mechanical properties. On the basis of plastic mechanics, by simplifying ball spinning of thin-walled tube as plane strain problem, slab method is used for the purpose of calculating the contact deformation pressure. The spinning force components, the torsional moment, the deformation power and the deformation work are calculated further as well. The influence of the two important process parameters such as the feed ratio and the ball diameter on the spinning force components is analyzed in order to further control the spinning force components by regulating the two process variables during the ball spinning process. The stress and strain state in deformable zone as well as mechanics boundary conditions in ball spinning are obtained. The effect of the three spinning force components on the formability of the spun part is analyzed and validated through the ball spinning experiments. The theoretical and experimental results show that the radial spinning component plays a significant role in ball spinning of thin-walled tube, and the mechanics situation in backward ball spinning contributes to enhancing the plasticity of the metal material, but that in forward ball spinning contributes to advancing the axial flow of the metal material.     

改进的HHT在复合材料盒段损伤检测中的应用

提出一种基于结构振动和改进希尔波特黄变换的结构损伤检测方法，利用改进的希尔波特黄变换技术，研究悬臂机翼盒段结构的损伤检测问题。改进的希尔波特黄变换由三部分组成，小波分析、希尔波特黄变换及一种简单但有效的经验模式函数选择方法。用改进的希尔波特黄变换处理完好盒段结构与损伤盒段结构在方波信号激励下的动力响应信号，从中提取出结构损伤信息指标——瞬时能量变化量作为损伤特征参数。结果表明，所构造的结构损伤特征量对表征复杂结构小损伤具有较好的灵敏度。     

40Cr钢的三点弯曲疲劳损伤在线跟踪测量

用系统分析的方法，在线跟踪观察40Cr钢的三点弯曲疲劳损伤过程。实验结果表明，用系统分析的方法提取损伤参数，能够反映材料的三点弯曲疲劳损伤整个过程；实验结果也从一个方面验证了双线性损伤规律的合理性。此外在相同的实验条件下，损伤参数直观、敏感地反应出试样表面状态等因素对疲劳寿命的影响。     

遗传算法在结构损伤检测中的应用与改进

与遗传算法的其他应用领域相比，使用遗传算法进行损伤检测的成功更加依赖于搜索效率和在对同一类问题进行优化时搜索效率的变动程度。文中在建立表面粘贴有压电片材料的完好及损伤悬臂复合材料层合壳体有限元动力学模型的基础上，研究对遗传算法进行优化，以改善搜索效率和效率变动程度；并对遗传算法进行损伤检测时迭代次数的分布规律进行研究。     

基于小波分析的悬臂梁裂纹参数识别方法研究

通过对含裂纹悬臂梁的应变能信号进行小波分析,悬臂梁的裂纹位置可由小波系数的局部极大值给出,并通过小波系数局部极大值定义集中因子和裂纹深度之间的关系,以此估计裂纹深度.数值算例表明, 利用sym4小波对含裂纹梁的应变能信号进行小波分析,可以准确识别出裂纹的位置和深度,这一方法很容易推广应用到结构的在线监测中.     

最优小波包分解在基于响应信号的结构损伤检测中的应用

小波包分解方法在基于响应信号的结构损伤检测中被证明对损伤程度高度敏感,得到广泛的应用.在小波包分解中采用的是完全二进制分叉树型分解,而实际上在分解过程中部分子信号仅含有很少的信息量,对其再进一步分解是不必要的.通过引入熵的概念,可以对分解过程中的各层子信号进行选择,仅对含有足够丰富信息的子信号进行更进一步的分解.这样做可以有效减少最终所得子信号数目,在保持灵敏度的同时降低损伤指标的维数,有助于缩减损伤识别中神经网络的规模,对于大型复杂结构的损伤检测工作具有一定的意义.     

考虑重力影响的索结构损伤行波识别法

因索中某几股断裂而导致索等效截面减小是索结构常见的损伤模式。文中分析此损伤模式下索受扰动后的行波响应，提出重力场中索结构损伤的行波识别法。该方法由索上一点的实测响应数据，根据入射波和反射波到达该点的时间确定损伤位置，根据入射波和反射波的信号能量比及能量的时域分布确定损伤程度和损伤段宽度。为适应现场有噪声测试数据的影响，应用多分辨率分析理论，以Daubechies小波分解行波响应信号，对信号去噪并作出白噪声情况下损伤识别方法的误差估计。仿真结果表明，该方法可采用噪声污染响应信号对重力场中索结构的损伤进行准确的估计，适合小损伤情况下索结构的损伤识别。     

齿轮早期疲劳裂纹的混沌检测方法

齿轮箱振动信号中调制现象普遍存在,而且啮合频率产生的周期冲击成分占很大比重,反映齿轮箱故障的特征信号的幅值相对较低,难以检测。根据齿轮箱振动信号的特点,提出了基于混沌振子的齿轮早期疲劳裂纹检测方法,区别于目前常用的基于混沌振子的微弱信号检测方法。该方法通过辨识混沌振子加入齿轮箱振动信号后发生的由大尺度周期状态到混沌状态的反向状态改变,确定齿轮啮合频率边频带的状态,从而判断齿轮裂纹的发展情况,在齿轮裂纹的监测中取得了良好的效果。     

DETECTION OF INCIPIENT LOCALIZED GEAR FAULTS IN GEARBOX BY COMPLEX CONTINUOUS WAVELET TRANSFORM

As far as the vibration signal processing is concemed, composition of vibration signal re-sulting from incipient localized faults in gearbox is too weak to be detected by traditional detectingtechnology available now.The method, which includes two steps: vibraton signal from gearbox is firstprocessed by synchronous average sampling technique and then it is analyzed by complex continuouswavelet transform to diagnose gear fault, is introduced. Two different kinds of faults in the gearbox, i.e.shaft eccentricity and initial crack in tooth fillet, are detected and distinguished from each other suc-cessfully.