焊缝结构形式与声发射源定位关系的研究

通过比较图１所示的球形容器和柱形容器声发射源定位结果，球形容器声发射源定位精度低于柱形容器。本文就其原因进行了讨论并得出四点结论。     

基于小波分析的声发射源定位技术

声发射全波形采集技术为基于波形分析的声源定位方法提供了可能。在板状构件中声波的传播模式较为复杂,且不同模式的波到达时间和波速均不相同,从而带来了声源定位误差。将时频幅度分析方法引入声发射源定位技术：从接收到的信号中提取出某一频率的柔性波随时间变化的规律,在理论分析的基础上证明,这个分离信号的最大幅值点所对应的时间就是该频率柔性波群速度的到达时间。根据这个到达时间,以及实际测量出的群速度就可以实现声发射源更精确的定位,试验结果也证明了这种方法的可靠性。     

火车轮裂纹声发射源定位技术研究

针对火车轮运行过程中受变载荷作用产生的裂纹具有的特征,对现有的裂纹声发射定位技术进行了优化.在硬件上采用更适用于车轮运行环境的安装方式,并确定了前向通道的各项参数.根据模态声发射理论,即AE信号在传播过程中具有的频散现象和多模态特性,通过对同一模式波到达各传感器的时差信号的精确分析,采用时差法和面域定位相结合的方法进行源位置的计算.由于采用多种技术进行分析,结果将更为精确.     

无须测量声速的声发射源定位方法研究

为消除声速测量偏差给声发射系统带来的定位误差，本文提出一种多探头定位方法。从理论上导出了该方法的线定位和平面定位计算公式，并用AE21C型四通道声发射仪在碳钢管道和平板上以铅笔芯折断产生信号为模拟源进行了实验验证，结果表明用这种新的方法具有较高的定位精度，且定位时只要利用原系统的门槛跨越技术测量各探头接收到信号的时差即可，不必测量传声媒质的声速。     

针对不连续带洞结构的声发射源定位方法研究

由于兰姆波在舷窗等带孔结构表面的传播路径不再是线性路径,传统方法难以解决撞击的声源定位问题。 本文针对该问题,提出了一种基于声发射的网格映射概率成像定位方法。 该方法通过建立网格映射模型解决了信号传播的非线性路径难题,并通过对网格节点的信号最快传播路径计算得到相应的理论时间差值。 之后利用自适应能量阈值方法与 AIC 方法计算信号的实际到达时间差,通过比较理论值与实际值的偏差构建概率图像以实现定位解算。 通过有限元模拟分析了带洞结构对兰姆波传播路径的影响,给出信号传播路径的确定依据。 通过对 32 个撞击点的定位实验验证了定位方法的可行性,平均绝对误差为 1. 15 cm。     

压力容器上声发射源的新型定位方法

压力容器裂纹扩展时产生的弹性波在传播时声压遵从指数衰减规律,本文提出一种利用声衰减对声发射源进行源定位的新方法。用AE21C型声发射仪对自制的小型高分子合成纤维材料容器以铅笔芯折断产生信号为模拟源进行了实验测量,证明这种新的源定位方法可行,并具有无须测量传播介质衰减特性、无须测量声速等优点。     

基于AIC信息准则的Delta T声发射源定位方法

疲劳断裂是金属结构中的主要失效形式,而金属结构中的早期疲劳断裂信号通常难以检测。TOA方法是常用的声发射定位源方法,但是声波传播过程中波速变换和路径的复杂性对其结果影响很大。运用Delta T声发射源定位方法,用断铅实验模拟声发射源,用AIC信息准则对到达时间进行优化,通过使用差值求源点坐标和图像处理的方法,求得声发射源坐标。通过在平板上的实验,比较两种源定位方法在不同结构中的定位结果,分析定位误差,结果表明图像处理方法更为优秀。     

基于声发射定位算法的故障检测技术研究

高精度的声发射源定位能够帮助工程人员快速定位故障或异常发生的位置,可用于对大型设备进行结构可靠性监测和检测。为了提高声发射源定位的精度,提出一种融合了Geiger定位方法、同伦算法及牛顿梯度方法的源定位算法。采用Geiger迭代定位方法实现对源定位信息的迭代更新,并将更新信息的求解转变为对不适定问题的求解。同伦算法和牛顿梯度方法的结合,避免了常规不适定问题求解方法中耗时的矩阵求逆,优化了求解过程。实验结果表明,所提方法优于常规定位算法,可实现对声发射源位置信息的高精度求解。     

声发射检测信号分析及源定位方法研究

文中设计了一种可弱化噪声干扰和频散效应的定位算法,采用变分模态分解方法将声发射信号分解为若干个不同频带宽度的模态函数,并通过合并含有主要能量成分的模态函数获得声发射源信号的主要成分,最后采用互相关分析方法确定声源位置.实验结果表明,文中所提算法对声发射源定位是有效的、精确的,在一维和二维AE源定位实验中,文中所提方法综...     

基于能量衰减模型的转子碰摩声发射源次梯度投影定位方法

由于旋转机械结构的复杂性,转子碰摩声发射信号在复杂体结构的传播过程中,多模态波传播速度不同且信号畸变严重,传统的时差定位法难以得到准确的碰摩源。根据声发射信号传播时能量与声源距离按反比关系衰减的特点,建立信号能量衰减模型,将目标声源位置限定于圆心和半径都为传感器对的能量比函数的超球上,并将定位问题转化为估计问题,采用自适应次梯度投影系统估计算法逼近声源位置。该方法基于能量比而非能量,因此即使在声源能量显著变化时其定位精度也不会受到显著影响。当安装多对传感器时,可以决定更多的超球,因此该方法还适用于多只传感器组成的阵列定位。在转子试验台上模拟碰摩故障,采用该算法进行碰摩源定位。试验结果表明,该算法具有比时延估计算法更高的定位精度,且具有良好的收敛性能和较低的计算复杂度。     

Acoustic emission method for research and control of friction pairs

One of the new physical methods that provides much information about the processes going on in a friction contact zone in real time is acoustic emission (AE). Basic experimental results of AE in friction are presented and analysed. Using AE signals we can get an indication about the state of the friction processes, about the quality of solid and liquid layers on the contacting surfaces in real time, sometimes about intensity of wear, changing of wear and friction regimes and so on. The influence of sliding velocity, load, roughness and some physical and mechanical properties of the body on the parameters of AE are also given. Some attention to the practical implementation of these techniques for control of capability for work of friction pairs in real conditions are given. Modern methods and devices enable condition monitoring of sliding and rolling bearings.     

数控车床加工过程中的刀具声发射试验研究

利用SWAES声发射检测仪提取数控加工过程中金属切削声发射信号,对信号进行频谱分析,找出主要频段,并利用金属切削过程中的声发射模型及试验数据,对影响声发射信号的因素进行分析,指出进给速度和主轴转速对声发射信号影响较大.     

大型结构体裂缝检测中的定位方法

为了提高大型结构体表面裂缝检测的效率,提出了一种基于图像处理技术和坐标映射相结合的定位方法。该方法首先在序列图像中抽取清晰度最高的一帧,应用Retinex算法对光照引起的亮度不均进行补偿。然后将提取的标志点图像坐标映射到观测坐标系下,根据标志点的观测坐标和世界坐标计算两坐标系间的映射关系。再根据形态学图像处理中的凸壳、像素化、细化算法提取裂缝的图像坐标;如果观测新裂缝,则将裂缝图像坐标映射到世界坐标系下;如果观测历史裂缝,则将该条裂缝的世界坐标映射到当前观测坐标系下,并计算该条历史裂缝当前的观测角度,从而实现裂缝的空间定位。经实验证明,该方法高效、准确、便捷,16 s内可实现自动定位,且偏差不大于0.07°。     

Acoustic emission as an indicator of material-removal regime in glass micro-machining

Acoustic emission (AE) spectra were recorded during microgrinding of brittle materials. It was found that the specific AE energy (i.e., the measured AE energy divided by the material removal rate) was lower for fracture-dominated grinding than for plastic flow-dominated grinding. Two subsequent experiments were performed to measure AE energy while holding the material-removal rate constant. By controlling either the critical depth of cut (for ductile-brittle transition) of the workpiece material, or the actual depth of cut of the grinding machine, the sensitivity of AE energy to grinding regime was investigated for grinding with a constant material-removal rate. Contrary to conventional thinking about the relative contributions of plastic flow and fracture in generation of AE activity, it was found that the AE energy was larger in ductile-regime grinding than in brittle-regime grinding, for identical material removal rates. As a result of the experiments described in this paper, it can be concluded that AE energy measured during microgrinding is sensitive to changes in the mechanism of material removal. For a given volume of material removed, there is more AE energy in a plastic flow-dominated process than in a fracture-dominated process. The relationship found between AE energy and material removal regime could lead to an in-process sensing strategy for controlling grinding ductility.     

微细对接焊缝初始点定位方法

为了解决焊接机器人对薄板微细焊缝的自动定位和焊接问题,研究了一种基于视觉的高精度微细对接焊缝初始点定位方法。提出一种局部范围内两步精确定位方法,第一步,获取工件在不同尺度及旋转角度下的图像,建立典型的模板匹配库,利用模板匹配方法提取出焊缝初始点位置区域;第二步,采用Shi-Tomasi算法在此局部范围内进行角点检测,计算亚像素级角点位置并进行初始点精确定位。通过对现场拍摄的50幅不同高度和旋转角度的图像进行初始点检测,实现了对所有图像的准确检测。实验结果表明,两步定位方法鲁棒性强,可以精确定位出规则边界和不规则边界焊缝的初始点,解决了微细对接焊缝初始点定位问题,达到了期望结果。     

运用声发射技术监测金属塑性成型过程中润滑状态的研究

为监测金属塑性成型过程中的润滑状态,采用运用声发射技术,通过对无润滑和有润滑时金属塑性变形过程和摩擦过程的监测及对比,分别研究了金属摩擦声发射信号和塑性变形声发射信号.结果表明,不同材料摩擦产生的声发射信号数值上大小不同,同种材料摩擦声发射信号数值上小于塑性变形声发射信号;采用声发射技术,基于实时波形和声发射信号参数的平均值都能监测金属塑性成型时的润滑状态.