磨削过程在线监测系统

为了适应小批量、多品种磨削过程的在线监测的要求，本文采用声发射（AE）传感器和功率传感器联合监测磨削过程。通过采用声发射信号归原处理法，可实现对磨削条件多变环境下砂轮钝化进行有效监测，利用该方法可以克服仅靠监测AE信号幅值变化不能监测工作材料，加工要求和磨削参数经常变化环境下砂轮钝化程度的缺陷，同时利用功率传感器对砂轮破碎进行监测，针对磨削条件复杂，难以建立数学模型的难点，本文采用神经网络建立传感器信号与监测信号的非线性关系。     

声发射监测技术在磨削加工中的应用

在磨削加工中,砂轮的工作状况是不断变化的,因此,对砂轮的修整及磨削过程进行监测是非常必要的。本文将声发射(AE)信号应用到对磨削过程的监测上,通过监测砂轮修整过程可以得到一致的砂轮表面质量。通过监测AE信号的幅值和频谱特征即可确定砂轮的寿命。用AE信号可以成功地检测出砂轮和工件的初始接触时间,为砂轮向工件进给时的准确对刀及高精度表面质量的获得提供了有效的方法。     

超硬铸铁磨削用CBN砂轮磨钝过程的声发射检测

用声发射技术监测砂轮磨钝过程是一种方便而且可靠的新方法。在用CBN砂轮磨削超硬铸铁的基础上,研究了砂轮磨钝与声发射信号之间的关系。结果表明:(1)声发射信号的幅值能准确地反映砂轮的磨钝状态;(2)声发射信号的RMS值以及声发射计数率也同砂轮的磨钝状况相符;(3)锋利的砂轮和磨钝了的砂轮具有明显不同的功率谱。利用上述参量可以确定本试验条件下CBN砂轮的耐用度,预报和检测砂轮的磨钝及磨削烧伤。     

声发射在形状记忆合金研究中的应用

介绍了声发射（AE）法研究形状记忆合金的原理和基本方法，大量研究结果表明，通过检测形状记忆合金的AE信号，分析AE信号的特征参数，可研究和评价温度和应力诱发马氏体相变，了解其马氏体相变过程及其特点，进而对作为AE源的形状记忆合金本身的性能和状态进行评价，作为一种动态无损检测技术，声发射对研究形状记忆合金智能材料和结构起着重要作用。     

硬质合金PA30高速深磨过程中声发射信号特征的变化研究

在硬脆难加工材料硬质合金PA30高速深磨声发射实验中,随着工件速度和磨削切削深度增加,声发射信号特征参数均方根（AE_RMS）和磨削力变大;随着砂轮速度增大,AE_RMS和磨削力减小。磨削力和AE_RMS有相同的变化趋势。硬质合金PA30高速深磨AE频谱的能量在100~600kHz的频段比较集中,其AE信号频谱的能量与频率范围明显高于低速浅切磨削。      

化学机械抛光参数对声发射特征的影响

化学机械抛光(CMP)是实现晶圆全局平坦化的主要手段,分析CMP过程的声发射特征对探究CMP机理、监测CMP过程具有重大意义。以半导体互连材料铜为对象,分析铜CMP过程的声发射特征,探索CMP过程产生声发射(AE)信号的机制。研究发现:随着抛光压力和抛光垫转速的增加,AE信号强度增大;CMP过程通入的液体成分对AE信号有较明显的影响;AE信号的能量主要分布在两个频段,其中高频成分能够表征CMP过程的划痕。     

声发射监测技术在磨削加工中的应用

在磨削加工中，砂轮的工作状况是不断变化的，因此，对砂轮的修整及磨削过程进行监测是非常必要的。本文将声发射信号应用到对磨削过程的监测上，通过监测砂轮修整过程可以得到一致的砂轮表面质量。通过监测ＡＥ信号的幅值和频谱特征即可确定砂轮的寿命。用ＡＥ信号可以成功地检测出砂轮和工件的初始接触时间，为砂轮向工件进给时的准确对刀及高精度表面质量的获得提供了有效的方法。     

基于声发射技术的砂轮磨损实验研究

砂轮磨损状态复杂多变,磨损信号干扰多,特征提取困难。文章针对砂轮磨损过程,提出一种基于声发射技术的砂轮磨损表征方法。利用小波能量分析对磨削过程声发射RMS(均方根)信号进行重构与消噪,研究声发射RMS(均方根)信号频谱矩心这一特征值与工件表面粗糙度的对应关系。得出砂轮修整初期频谱矩心低,砂轮磨损后频谱矩心显著增大,由于磨粒自锐作用,频谱矩心会呈现周期性变化规律;在同一周期内,处于低频段的砂轮磨削出的工件表面粗糙度必优于处于高频段的砂轮;在不同周期内砂轮磨削出的工件表面粗糙度不具有可比性;表明了磨粒自锐的随机性。而且随着砂轮磨损的增加,频谱矩心高频段持续时间越来越长,直至砂轮剧烈磨损。     

模态声发射基本理论

论述薄板中声发射（AE）信号波形分析技术的主要手段－模态声发射技术的原理，介绍这一技术在工程实践中的应用前景。     

C/SiC复合材料拉伸过程的声发射研究

利用声发射（AE）技术对C／SiC复合材料试样拉伸试验过程进行动态监测。通过声发射多参数分析法对拉伸过程中的声发射累计能量和平均持续时间随载荷或时间的变化进行了综合分析；同时对拉伸过程中典型AE信号的频率特征进行了分析，揭示了C／SiC复合材料拉伸损伤的演化过程及规律，给出了材料拉伸损伤发展的不同阶段以及各阶段损伤类型。通过声发射累计能量随载荷变化的斜率突变定义了材料临界损伤强度。     

Acoustic emission spikes at workpiece edges in grinding: Origin and applications

Acoustic emission signals from interrupted machining operations exhibit spikes at workpiece entry and exit, which are particularly conspicuous in grinding. Although their occurrence has been widely reported, these spikes are yet to be clarified in terms of their origin or interpreted to yield useful process information. This paper hence reports on the analyses of time-averaged and raw acoustic emission signals from surface grinding, with reference to burr formation as well as dynamic and thermal effects, in order to elucidate this intriguing phenomenon. The transient spikes at the entry and exit are shown to be a consequence of the wheel establishing and losing contact with the work over the actual contact length, in terms of heat conduction and damping, which are reflected in characteristic frequency bands of the AE signal. The research is demonstrated to have consequently yielded a simple, non-destructive method for assessing the actual wheel–work contact length in grinding.     

A wavelet-based methodology for grinding wheel condition monitoring

Grinding wheel surface condition changes as more material is removed. This paper presents a wavelet-based methodology for grinding wheel condition monitoring based on acoustic emission (AE) signals. Grinding experiments in creep feed mode were conducted to grind alumina specimens with a resinoid-bonded diamond wheel using two different conditions. During the experiments, AE signals were collected when the wheel was ‘sharp’ and when the wheel was ‘dull’. Discriminant features were then extracted from each raw AE signal segment using the discrete wavelet decomposition procedure. An adaptive genetic clustering algorithm was finally applied to the extracted features in order to distinguish different states of grinding wheel condition. The test results indicate that the proposed methodology can achieve 97% clustering accuracy for the high material removal rate condition, 86.7% for the low material removal rate condition, and 76.7% for the combined grinding conditions if the base wavelet, the decomposition level, and the GA parameters are properly selected.     

A study on ELID ultra precision grinding of optical glass with acoustic emission

ELID grinding of BK7 glass and Zerodur was investigated using acoustic emission. Experiments showed that the contacting area between the wheel and workpiece in a grinding process was critical to influence wheel loading for a fine grit size resin-bonded cup wheel. ELID can be used for efficient material removal when the wheel/workpiece contacting area is large. Correlations were observed between the dressing intensity on the ELID wheel and the detected AE signals. Aggressive ELID dressing parameters for grinding with finer grit size wheels corresponded to a lower AE level. With an increase in the processing time of an ELID wheel, low and stable AE amplitudes became large with fluctuations due to the deterioration of the grinding wheel. Results indicate that the AE sensing technique has the potential to be adopted as an effective method for monitoring an ultra precision grinding process, identifying the condition of the grinding wheel and investigating the mechanism of ELID grinding.     

基于小波的金属材料裂纹声发射信号特征

为对车载CNG气瓶因裂纹引起的安全事故进行控制,研究了气瓶裂纹声发射信号的特征。分析了气瓶失效的机理,提出在实验室条件下拉伸金属试件的方法,并对之进行模拟与声发射信号采集。通过对信号的分析显示出其时域与频域分析在特征分析时所具有的局限性,从而引出小波分析的信号分析方法,结果得出不同类型的声发射信号在相同频率段内所占的能量比例系数不同的结论。因此利用信号能量比例作为该信号的特征值,并在此基础上进行神经网络识别,取得了理想的结果,表明基于小波的金属材料信号特征能够对信号进行较好地表征。     

蜂窝夹层复合材料的压缩损伤声发射特征

应用声发射技术对蜂窝夹层复合材料压缩损伤过程进行了试验研究。分析载荷与声发射信号关联图,依据其损伤过程和声发射特征,发现随着加载条件下载荷的增加,复合材料的损伤逐步增大。在加载初始阶段,仅有少量声发射信号,各种表征信号量小幅度增加;在加载中期,声发射信号增多,各种表征信号量不断增大;在加载后期,声发射信号有明显突增,各种表征信号量急剧增加。复合材料压缩损伤破坏与声发射的幅值、能量、撞击、上升时间、持续时间和计数等参量特征相关。根据各阶段特征参量滤波后所得信号分布与实际断裂位置相吻合。     

铝合金P-MIG焊接过程熔滴过渡行为的结构负载声发射表征

通过在线检测铝合金PMIG焊接过程的结构负载声发射信号,研究熔滴过渡行为的表征,以及熔滴过渡形式变化对声发射信号特征参数的影响. 结果表明,焊接过程中检测到的结构负载声发射信号时域波形包含了较多的PMIG焊接过程熔滴过渡特征信息,利用时域波形及其平均振铃计数、平均正峰值等特征参数可以对PMIG焊接过程中的熔滴过渡现象进行表征. 当熔滴过渡频率相同时,随着熔滴过渡对液态熔池的冲击作用增大,声发射信号特征参数相应增大;当熔滴过渡频率不同时,熔滴过渡频率越大,熔滴体积越小,对液态熔池的冲击作用越小,声发射信号特征参数相应减小.     

基于声发射和振动信号的振动钻削钻头故障诊断试验研究

针对钻削过程中钻头状态监测问题,基于声发射采集系统和振动采集系统设计超声轴向振动钻削钻头故障监测装置,分别应用完整钻头和故障钻头进行45钢板的超声振动钻削对比试验,采集不同钻头状态的AE和振动信号,通过时域分析、频域分析和小波分解,分析故障钻头对AE和振动信号的影响。试验结果表明：通过AE和振动信号判别钻头状态,判别结果与实际一致,能够实现钻头的故障诊断。