声发射信号在圆柱型波导杆中的传播特性

选用5种长度、两种直径的圆柱型波导杆,分别在其端面圆心、圆周表面上进行断铅试验。并对比分析了不同长度、直径的波导杆对接收声发射(AE)信号的幅度、时域波形、幅频特性产生的影响。结果表明:随着波导杆长度的增加,端面圆心、圆周表面上声发射信号的幅度都有衰减趋势。其中,端面圆心处的声发射信号幅度较圆周表面上的衰减大。相同长度的波导杆,直径越大,接收到声发射信号的幅度越小;而相同直径的波导杆,长度较长接收声发射信号的时域波形图在时间轴上伸展较宽;相同长度、不同直径的波导杆,直径大的对声发射信号有频散作用。     

金属材料声发射信号传播的声阻抗特性研究

金属材料声发射信号的传播特性是研究声发射技术的重要基础,声阻抗是表征金属材料动态特性的重要物理量,用声阻抗研究声发射信号传播特性,将有助于声发射信号在损伤检测中的应用。在综述金属材料声阻抗实测估计研究的基础上,提出了估计金属材料声发射信号声阻抗的方法,探讨了金属材料在经受荷载并卸载后以断铅声发射信号估计其声阻抗的方法。数值模拟和实验数据分析表明,通过断铅声发射可以估计材料经受荷载的声阻抗变化,金属材料声发射信号声阻抗估计值可以较好的表征声发射信号的传播特性,甚至还可能对材料经受荷载情况进行声阻抗成像,可能成为材料内部损伤检测的新方向。     

声发射检测技术用于滚动轴承故障诊断的研究综述

声发射是材料受力变形产生弹性波的现象,故障滚动轴承在运转过程中会产生声发射.从几个方面综合阐述了国内外轴承故障声发射检测技术的研究和发展现状,即轴承故障声发射信号的产生机理,故障声发射信号的传播衰减特性,声发射信号的参数分析法和波形分析法对故障特征的描述,轴承故障声发射源的定位问题,根据信号特征进行故障模式识别以及声发射检测和振动检测的比较问题.通过分析总结出滚动轴承声发射检测技术下一步的研究方向,并指出滚动轴承故障的声发射检测是振动检测的有力补充工具,特别是在轴承低转速和故障早期的检测中更能发挥作用.     

多层粘接材料深层界面脱粘的超声谐振检测方法

针对多层粘接材料深层界面脱粘检测问题,使用超声谐振检测法进行研究.基于弹簧质量模型分析超声谐振检测的基本原理.在有限元软件中建立某构件二界面脱粘的声谐振检测模型,得到不同大小缺陷以及无缺陷条件下的检测信号,计算得出模型的谐振频率曲线,分析比较典型谐振频率下信号的衰减程度.使用超声谐振检测仪对置有不同大小尺寸人工缺陷试件...     

声发射信号分析与处理方法研究进展

声发射技术是借助声发射检测系统对声发射源的性质进行评价的技术,广泛应用于材料或结构稳定性评价和动态监测。综述了材料或结构中声发射信号的产生机理,阐述了声发射信号处理的重要性,概括了参数分析、人工神经网络、小波分析等方法处理声发射信号的原理,简单介绍了几种其他现代声发射信号分析与处理方法,分析了现有声发射信号分析与处理技术已不能满足现代工业快速发展的原因,提出了综合运用现有信号分析与处理技术,发展精确、简单易操作的信号分析与处理理论来解决这一难题。     

声发射检测技术在复合结构安全监测中的应用

0引言材料中局域源快速释放能量产生瞬态弹性波的现象称为声发射(Acoustic Emission,AE),也称应力波发射。声发射是一种常见物理现象,大多数材料变形和断裂时有声发射现象发生,但许多材料的声发射信号强度很弱,人耳不能直接听见,需要借助灵敏的电子仪器才能检测出来。用仪器探测、记录、分析声发射信号和利用声发射信号推断声发射     

316L奥氏体不锈钢点蚀的原位声发射监测

为了研究316L不锈钢自然点蚀的生长规律,发展基于声发射技术的小孔腐蚀监测方法,利用声发射技术原位研究了316L奥氏体不锈钢在pH=1.0和中性(pH=6.7)的3.5%NaCl溶液中的自然点蚀状况,同时监测了开路电位E_(OCP);通过扫描电镜对试验后样品的表面形貌进行表征,并通过Matlab平台对声发射信号进行聚类分析。结果表明:316L奥氏体不锈钢的自然点蚀具有不同的孕育周期,声发射信号的获取跟E_(OCP)的变化具有较好的对应关系。在点蚀快速发展阶段,声发射信号具有较高的绝对能量。在Matlab平台上建立了一套信号处理程序,并对声发射信号进行重新定义,对处理后的信号进行声发射信号参数分析,得到了3类较好的声发射信号聚类,来源于不同腐蚀现象或阶段。其中,在点蚀的快速发展阶段主要以高持续时间高计数和高持续时间低计数2类谐振信号为主。     

基于小波变换与统计分析的转子碰摩声发射特性研究

为解决转子碰摩损伤声发射信号分类及解释难题,应用PCI-2声发射系统和WS-ZHT1型多功能转子实验台组成转子碰摩声发射检测系统,采集转子局部碰摩声发射信号,通过理论分析声发射信号特征和小波基函数性质,dB8小波适合提取声发射信号特征;碰摩产生大量声发射信号,大量声发射信号的统计特性蕴涵较多碰摩信息。对不同转速条件下不同检测位置碰摩声发射信号的统计分析表明,声发射信号的功率谱密度集中在100～400 kHz。声发射信号平均幅值、平均能量可作为区分转子碰摩程度特征参数;功率谱主频可作为区分声发射相对位置特征参数,结论与碰摩类型无关。     

断铅试验声发射信号处理与损伤源定位研究

以断铅试验为例模拟材料的断裂损伤事件,进行声发射特征参数和损伤源定位的试验研究,采用小波变换对声发射信号进行分解和重构。结果表明:声发射计数、能量和有效值对断铅具有较高的检测灵敏度;仅依据声发射幅值并不能判断铅芯断裂释放的声发射信号能量的高低。采用4层小波变换将断铅声发射信号分解到不同的频率段并进行重构,将高频接触摩擦信号和低频噪音信号滤除,能准确提取铅芯断裂特征信息。通过布置多个传感器对断铅位置进行定位的方法完全可行,时差线定位偏差不超过10 mm。     

基于声发射检测技术的PE/PE自增强复合材料破损机理分析

用声发射(AE)技术研究了聚乙烯自增强复合材料的拉伸损伤与断裂行为.宽带传感器记录了不同角度纤维铺层的复合材料试样在拉伸破坏过程中的声发射信号,用扫描电子显微镜(SEM)观察了试样的几种典型的损伤破坏断面,对比分析了不同类型的损伤机制.实验分析表明,拉伸过程中破坏机制对声发射信号的特征具有显著影响,不同损伤模式的信号频谱特征存在明显的差异.声发射检测能有效提取热塑性复合材料损伤破坏信息,在材料的结构损伤主动监测中有良好的应用潜力.     

三维编织复合材料测试中声发射信号的分析与研究

论述了声发射技术在三维编织复合材料弯曲过程中的应用及实验方法,给出了声发射在三维编织复合材料中弯曲过程的特征.为了精确地知道材料的损伤部位,声发射源信号的采集非常重要.试验结果表明,考虑到声发射源定位研究的准确性,建议采用波形分析法.在声发射信号的采集过程中比较了参数分析法和波形分析法.根据信号的衰减程度,选择较准确的声发射源信号.利用小波变换的不同算法得到了三维编织复合材料较准确的声发射信号.     

带不同深度缺陷Q235B板材拉伸过程声发射特征

通过对带有不同深度缺陷的Q235B板材的拉伸试验,利用声发射监测材料拉伸过程,获得材料拉伸过程中声发射信号,结合载荷时间曲线对声发射能量、撞击数、幅值等参数进行分析,研究各阶段声发射信号变化,以及不同深度缺陷声发射信号变化趋势。结果表明:声发射信号能够较好地反映损伤过程,屈服阶段声发射信号主要集中在下屈服点附近,随着缺陷的深度增加,下屈服点附近撞击数峰值有所下降;超过70 d B的幅值信号随缺陷深度增加而增多,其数量占总幅值数量的比例也随之增加;持续时间超过500μs的幅值信号分为A、B两类。试验结果对起重机械声发射监测的损伤判定提供依据。     

基于小波变换降噪的声发射源定位方法

选取最优小波基对声发射信号进行小波变换降噪处理,采用阈值法确定不同传感器接收声发射信号时间以提高各向异性材料中声发射源定位精度。在钢板和木板上进行断铅模拟声发射源实验,利用Geiger算法分别计算出降噪前后的声发射源定位结果以验证该定位方法的有效性。结果表明该定位方法能有效减小噪声信号的影响,提高各向异性材料中声发射源定位精度。采用该定位方法对氧化铝陶瓷试件压缩破坏过程中的声发射源进行定位,定位结果有效地反映了材料内微裂纹产生和扩展而导致试件破坏的动态过程。     

基于声子晶体的声发射波源检测概率研究

声发射(acoustic emission, AE)检测就是利用采集和分析声发射现象所产生的信号从而实现对材料进行无损评价的技术,该技术具有实时监测并定位破坏源的能力但是由于检测过程中声发射源信号未知,因此评价检测可靠性的检测概率(probability of detection, POD)研究仍然是空白。进一步来说,在利用声发射监测损伤过程时,声发射波源直接决定其检测结果的可靠性,因此波源的检测概率可以成为量化声发射检测有效性的一个重要指标。为了确定声发射波源的检测概率,利用声子晶体(phononic crystals, PCs)的特性,通过部署声子晶体形成物理带隙,滤除噪声信号,从而获得铝合金试件在紧凑拉伸试验下由于疲劳裂缝活动而引起的声发射信号,最终确定声发射源的检测概率及其影响因素。结果表明,检测概率会随着疲劳裂缝扩展而提高,但裂缝长度达到一定值后开始下降,最终趋于一个平稳值,另外通过设置阈值和选择适当的滤波器,能有效提高检测概率,保证声发射评价结构损伤的有效性。该研究对声发射源识别和检测可靠性评价具有重要意义。     

机械故障诊断中的声发射信号处理方法研究

由于声发射换能器的输出信号经过硬件滤波后还含有大量的噪声信号,而且其频谱可能和噪声信号的频谱重叠,因此提取能反映实际物理状态的信号是声发射检测工程应用的关键技术之一.设计了自适应噪声对消器,以消除环境噪声的干扰,再通过数字带通滤波以进一步抑制不需要的信号.在声发射信号的处理中使用了时频分析工具-小波包,将信号在不同尺度上分解,以便确定信号在奇异点处的时频特征信息.     

基于声发射的真空泄漏在线检测技术研究

真空泄漏是气体动力系统运行过程中的常见故障,传统的氦质谱检漏无法实现对真空泄漏的在线检测。本文利用声发射技术阐述了基于声发射信号的真空泄漏在线检测原理,通过真空泄漏声发射检测模拟试验,并利用参数特征分析法和平均频谱分析法对不同泄漏孔径下产生的声发射信号的特征进行了研究,得到了相应的小波包归一化频带能量分布特征。研究结果表明,真空泵运行的平均时域信号频带在20kHz以下,气体泄漏激发出大量的高频声发射信号,泄漏信号参数特征值与泄漏孔径的大小密切相关,泄漏信号的归一化能量分布一致性较好。声发射技术对于真空泄漏的在线检测及泄漏量评价等有实际意义。     

金属材料声发射信号特征提取方法

试图通过对声发射信号的检测实现对水轮机转轮叶片金属疲劳裂纹的在线监测。利用美国PAC公司SAMOS声发射检测系统采集到声发射的各种参数：针对大型水轮机现场环境的情况,选用了四种声发射信号。通过BP神经网络和模式识别结合的方法,设计特征提取器来提取金属材料疲劳声发射特征信号。比较神经网络输人参数对输出结果的灵敏度,选择出一些对分类识别最有效的特征参数：并采用可分离性判据进一步验证其正确性。最后,在13个声发射特征参数中,质心频率、计数、持续时间、上升时间、平均信号电平等五个参数的特征最为显著,可以用于识别现场环境下的声发射信号。     

Q235B钢板拉伸损伤试验的声发射特性

制作完整和焊接两种Q235B板材试样,利用声发射技术对其拉伸过程的损伤特性进行监测,根据获得的拉伸过程载荷时间历程曲线和材料损伤声发射信号,结合金属材料力学行为特性,对材料损伤声发射信号的幅度、振铃计数以及能量等参数进行分析,获得了材料塑性屈服、强化变形以及断裂等损伤阶段所表现出的声发射特性,通过对声发射信号撞击幅度和能量的统计分析,初步得到了不同损伤阶段所对应的声发射参数分布范围。对比分析完整和焊接两种试样损伤所表现出的不同声发射特性,结果表明声发射特性参数能够很好地描述焊接对材料力学特性的影响,并能以声发射参数"双峰"分布的形式从微观上反映焊接对试样屈服所造成的影响。实验结果为声发射技术应用于起重机结构状态监测提供了参考数据。     

基于小波变换的镁碳质耐火材料受压损伤声发射特征分析

运用声发射(Acoustic emission,AE)技术及基于小波变换的信号处理方法研究镁碳质(MgO-C)耐火材料受压损伤机制。通过AE技术检测材料受压损伤的声发射信号,采用小波变换方法对信号进行分解,运用小波能量系数,结合不同损伤相的物理特性,寻找与特定损伤机理相关的频率特征。结果显示,AE信号的能量主要集中在两种频率范围内,说明材料此时表现出两种不同的主导性损伤机制,为判别镁碳质耐火材料受压损伤机制提供了一种有效途径。     

光学互相关测速在声发射测粒中的应用

声发射测粒方法是通过测量分析粉体颗粒碰撞某个平面产生的声发射信号脉冲波形来荻取粒径分布信息的,为了获知颗粒的碰撞速度和粉体材料的声学参数,本文中尝试将光学互相关测速与声发射测量相结合,设计了同时测量自由落体颗粒碰撞平板的瞬时速度和声发射信号脉宽的实验。初步实验结果表明:光学互相关测速可以为声发射信号分析提供必要的信息。