基于声发射监测的压力容器钢裂纹损伤评价系统

基于Python语言设计并开发了一种声发射特征提取与损伤评价系统,实现了声发射特征的高效处理与损伤状态的准确评估。通过开展316LN不锈钢的疲劳裂纹扩展的声发射监测试验,对疲劳过程中的声发射信号进行处理和分析,结果表明,多维度声发射参量的经历分析和聚类分析能够有效反映裂纹扩展过程的声发射活动情况。该评价系统能够为工程结构的声发射监测与损伤评价提供参考。     

桥式起重机箱形梁异种钢焊接接头疲劳损伤的声发射表征

文中通过声发射技术对桥式起重机箱形梁Q345B/Q235B异种钢焊接接头疲劳损伤过程进行表征,发现了声发射特征参数变化取决于疲劳裂纹扩展不同阶段的特点,得以利用声发射动态监测桥式起重机循环载荷下的疲劳损伤状态,从而实现及早预警的目的。另外,通过对异种钢焊接接头焊缝和热影响区2种不同缺陷位置疲劳实验各阶段典型声发射信号的对比分析,获知热影响区比焊缝位置更易发生疲劳断裂,故箱形主梁在服役过程中应重点关注异种钢焊接接头热影响区位置并及早发现危险。     

基于声发射的Q235钢点蚀过程监测技术研究

以声发射技术为基础,针对油气储运常用材料Q235的点蚀过程,利用试件在模拟溶液中点蚀过程产生的声发射信号为样本,采用参量分析与波形分析相结合,重点研究Q235钢点蚀过程中产生的声发射信号的变化特征,得到了金属点蚀不同阶段的声发射信号特性,并通过声发射信号事件的分布规律,得到了Q235钢早期腐蚀与声发射信号演变的一致性结果。试验证明了声发射技术为基础的Q235钢点蚀过程监测具有良好效果。     

某钛合金材料拉伸过程的声发射特征

介绍了某钛合金板状试样的静力拉伸试验,通过分析材料形变过程声发射信号特征,获得了声发射关键特征参数-幅度的分布规律.进一步测试了模拟声波信号通过该材料传播的速度和衰减,利用这些基础数据,可以在某型飞机全机疲劳试验的声发射实时监测过程中,根据损伤位置与损伤信号幅度的协调关系,进行损伤识别.     

机体飞行载荷疲劳试验中的声发射特性分析

机体飞行载荷疲劳试验是全尺寸飞机疲劳试验的最关键部分,主要目的是暴露机体结构疲劳薄弱部位和疲劳损伤关键部位,确定这些位置疲劳裂纹的扩展特征。论文介绍利用声发射技术对应力集中且可达性差的关键部位进行实时监控的细节,通过分析声发射特性,及时得到监测区域内裂纹萌生扩展的起始时间和位置的信息。详细叙述在高背景噪声环境下如何获取有用声发射信号的方法,包括使用谐振式传感器,采用空间滤波技术、基于统计平均的特征参数趋势分析和基于幅度的相关参数趋势分析的相互验证,以及采用载荷滤波、幅度滤波和空间滤波相结合的综合滤波方法。结果表明,这种声发射信号快速处理方法成功的实时监测到螺栓孔周围裂纹的萌生和扩展过程。     

结构疲劳损伤的声发射检测可靠性研究

针对声发射技术对金属结构损伤的检测可靠性问题,以金属疲劳裂纹检测试验为基础,利用声发射特征参数的趋势分析和关联分析法,首先根据贝叶斯理论,计算了声发射对一定长度疲劳裂纹的检测概率;其次,研究了检测结构起裂时对应声发射幅度参数的阈值及其对损伤判断的影响。该研究可为减少声发射检测中的金属疲劳损伤信号误判,提高检测效率,以及确定复杂航空结构疲劳寿命提供支持。     

利用声发射技术监测低温环境下轴承钢的损伤

在轴承的重载接触区域经常出现疲劳损伤，深入了解疲劳损伤的起因和发展对于预测轴承零件的寿命具有重大意义。选择用声发射法监测低温下接触疲劳试验中的裂纹起源和扩展过程，通过分析试验中的声发射信号即可确定显微疲劳的起源和扩展过程。     

桥式起重机Q345B钢箱形梁母材疲劳损伤的声发射双谱分析

利用声发射技术对比研究了Q345B钢桥式起重机箱形梁和同种金属结构材料实验室小试样的疲劳过程,采用双谱分析方法分析声发射信号,结果发现两种试样在疲劳失效过程中产生的声发射信号与疲劳断裂损伤状态存在对应关系,为采用声发射技术监测桥式起重机的安全状态奠定重要理论和技术基础。     

风力机叶片疲劳裂纹AE信号的小波变换优化方法

为实现风力机叶片的及时有效地监测和维护,使用声发射技术采集疲劳裂纹信号,从而提取裂纹特征。而声发射信号的突发性和冲击性需要具有时频分析能力的信号处理方式来提纯和降噪,小波变换方法作为常用的时频处理方式油漆有效性,但是现有的小波基函数不足以适应该信号的分析。提出基于Shannon熵理论计算疲劳裂纹扩展的声发射信号的小波基函数带宽参数,得到最适合此裂纹声发射信号的Morlet小波基函数,计算优化基函数的小波,获得风力机疲劳裂纹特征成分在时间尺度平面的高幅值能量分布。实验研究表明,优化小波基的方法具有很好的时频聚集性和抗噪能力,实现了风力机叶片裂纹声发射信号的时频特征清晰准确的提取。     

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.     

基于Lyapunov指数的键合换能系统振动特性分析

阐述Lyapnov指数作为振动信号的混沌判断原理,并对换能系统的振动信号进行分析与研究,计算换能系统在不同加载压力下变幅杆的振动时间序列的Lyapnov指数.结果表明振动信号中的最大Lyapnov指数均大于0,根据混沌理论可以判定换能系统振动信号中存在混沌现象,应该采用混沌的方法研究与分析换能系统振动信号;通过不同加载压力下的平均键合强度与最大Lyapunov指数的比较,发现Lyapunov指数的过小和过大会造成引线键合的欠键合和过键合,这为进一步研究超声引线键合换能系统的振动特性提供有价值的参考.     

基于K均值聚类的FRP复合材料容器损伤声发射信号模式识别

采用声发射技术对FRP复合材料容器爆破过程进行监测,应用K均值聚类方法对预处理后的声发射信号进行分类,结合声发射信号的参数分析实现损伤机制的模式识别,并对不同损伤机制的声发射特性进行对比研究。研究结果为FRP复合材料损伤评价与识别提供了依据。     

基于红外和声发射的复合材料疲劳损伤实时监测

采用红外热像和声发射技术,实时同步监测2D C/SiC复合材料带孔板的拉-拉疲劳损伤过程,并利用疲劳过程中模量的变化、声发射信号和试样表面温度变化,讨论了带孔板疲劳损伤演变情况.结果表明:当外加应力低于疲劳极限时,疲劳损伤在循环初始阶段产生,损伤随循环数增加逐渐增大,最后趋于稳定;当外加应力超过疲劳极限时,疲劳损伤在短...     

电阻点焊位移信号的混沌与分形特性试验

以混沌理论为基础对电阻点焊位移信号进行分析与研究,通过对7种不同工作状态下时间序列的最大Lyapunov指数计算,发现点焊位移信号的值均大于0,证明位移信号中存在混沌现象,应采用混沌的方法研究与分析点焊位移信号,该研究为点焊质量的判断和预测开辟有效的途径.由于用经典欧式几何方法描述位移信号误差较大,提出用分形维数作为特征值来量化具有混沌特性的点焊质量,点焊位移检测试验结果表明此方法能反映点焊质量微小变化,可提高质量检验的准确性.     

电阻点焊焊接过程中电流信号时间序列混沌特征研究

以混沌理论和相空间重构理论为基础对点焊焊接过程中电流信号的时间序列进行了特征分析，分别对电流信号时间序列的最佳时间延迟τ、关联维数D、嵌入维数埘及最能体现混沌特征的Lya—punov指数进行了定量化的计算，发现点焊焊接过程中电流信号在某些情况下具有混沌特征。分析了影响电流信号的因素个数，给出了混沌意义上的最大电流信号时序的预测尺度。研究结果为进一步结合统计理论改进点焊质量检测和控制系统提供了参考。     

基于声发射和神经网络的木材受力损伤过程检测

对受力木材的声发射信号进行检测与分析,实现木材损伤过程的检测和监控;研究过程中采用时间序列结合神经网络建模方法,对声发射信号的累积能量时间序列和载荷时间序列进行仿真和预测.利用神经网络建模对声发射信号的累积能量时间序列进行预测,模型对44个样本进行检验的最大误差为5.6%,而且误差较大的样本对应声发射振幅参数值的局部极大值,而振铃计数与声发射率则对应局部极小值.对相应载荷时间序列预测分析中,模型输出与目标输出的最大误差不到0.1%.结构为5×5×1的网络能很好地根据序列前5个值准确预测即将发生的声发射累积能量值;结构为6×5×1的网络能很好地根据序列前6个值精确预测木材即将承受的载荷.     

电磁超声非线性效应表征的Lyapunov指数分析方法

针对金属疲劳损伤非线性效应非接触式检测需求及其低信噪比问题,提出电磁超声方案对非线性效应进行信号拾取,并采用Duffing混沌系统实现对金属疲劳程度定量评估,进而依据相轨图和Lyapunov指数表征材料疲劳演变非线性特性。采用有限元方法分析铝合金疲劳损伤演变过程,基于材料Murnaghan模型和微裂纹等效弹簧模型,研究疲劳损伤演变过程中相对非线性系数变化规律;进而探究Duffing混沌系统对于非线性效应特征提取的抗噪能力,当信噪比在20 dB时,相对非线性系数误差为132.12%,而Lyapunov指数误差为8.82%,因而Lyapunov指数较非线性系数而言有显著的抗噪能力;此外,基于对铝合金疲劳检测进行实验研究,验证了电磁超声非线性效应Lyapunov指数表征分析方法的可行性及准确性。研究结果表明,Lyapunov指数能够有效应对电磁超声非线性检测过程中低信噪比问题,从而提升非线性特征拾取的灵敏度和可重复性,进一步增强电磁超声等非接触式超声检测方法在疲劳在线检测演变的工程应用的贡献。     

声发射和小波包分析在损伤状态监测中的应用

为应用声发射技术对结构的损伤状态进行监测与识别,基于小波包分析提出了一种在线损伤监测方法。采用D-S证据理论对声发射信号的小波包能量谱进行多源信息融合得到改进的小波包能量谱,计算Mahalanobis距离构建结构损伤状态判别指标,采用t检验的概率方法考察不同损伤状态下判别指标的变化情况。旋转轴承结构的声发射信号分析结果表明,D-S证据理论能够对声发射信号的小波包能量谱识别样本抽取有效信息,结构损伤状态判别指标具有良好的结构损伤识别能力,能够准确地实现对结构不同损伤状态的识别。     

铣刀切入切出阶段声发射信号特征的研究

铣刀切入切出过程的研究对于有效监测刀具状态以及改善铣削加工具有重要的意义。研究了铣刀切入切出阶段声发射信号的特征。在正交试验的基础上,通过小波变换提取各频段信号的能量比作为特征量,分析了切削速度、进给速度和铣削深度对切入切出阶段声发射信号的影响。     

基于分形的磁流变阻尼装置动力学特性分析

基于分形理论,应用关联维和最大Lyapunov指数计算,对磁流变阻尼器减振系统的混沌特征和非线性动力学特性进行分析。实验和计算结果表明系统是具有混沌特征的非线性系统,并且随磁流变阻尼器控制电流强度的增大,系统的关联维数呈增加趋势,而最大Lyapunov指数则随控制电流强度的增大而减小。实验结果说明磁流变效应减振效果明显,其效应的增强使得系统运动的确定性增加而混沌程度减弱。