沖擊振動環(huán)境下聲發(fā)射實時監(jiān)測的應(yīng)用研究.pdf

1、疲勞損傷嚴重危害國民經(jīng)濟的各個領(lǐng)域，疲勞損傷的無損檢測/監(jiān)測是減少疲勞損傷的有效方法之一。作為一種動態(tài)無損檢測技術(shù)，聲發(fā)射監(jiān)測技術(shù)在疲勞損傷的實時監(jiān)測領(lǐng)域具有巨大的應(yīng)用潛力。
　　 本文的研究工作以聲發(fā)射技術(shù)的實際工程應(yīng)用為目標，以某型飛機疲勞試驗的聲發(fā)射實時監(jiān)測為研究平臺，討論了適合實時監(jiān)測的信號分析方法、傳感器的安裝固定、聲傳播通道測試、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)測試、本底噪聲變化規(guī)律以及采集數(shù)據(jù)預(yù)處理等基本問題，并利用特征參數(shù)分析方法成功監(jiān)

2、測出試驗過程中出現(xiàn)的半軸疲勞斷裂，探討了半軸疲勞裂紋擴展規(guī)律，以及應(yīng)用聲發(fā)射源線定位技術(shù)存在的問題，提出了改進方法。主要研究工作包括：
　　 1．在綜述聲發(fā)射技術(shù)主要應(yīng)用領(lǐng)域信號分析特點的基礎(chǔ)上，選擇聲發(fā)射特征參數(shù)分析方法和聲發(fā)射源線定位技術(shù)為適合實際工程實時監(jiān)測應(yīng)用的聲發(fā)射信號處理分析方法；
　　 2．通過試驗研究選擇了合適的藕和劑，對傳感器進行安裝固定，總結(jié)出正確的傳感器安裝固定的工藝方法，并指出在實際工程應(yīng)用過程中

3、，進行傳感器安裝固定、輔助器材固定應(yīng)注意的問題；
　　 3．實際測試了進行聲發(fā)射實時監(jiān)測需要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、具體結(jié)構(gòu)的聲傳播通道、某型鈦合金材料損傷的聲發(fā)射信號幅度特征和波形特征、確定各監(jiān)測目標的傳感器安裝位置；
　　 4．介紹了聲發(fā)射監(jiān)測的干擾噪聲特點和抑制噪聲方法，基于疲勞損傷信號源假設(shè)，結(jié)合模擬裂紋源測試結(jié)果和實際測試的試驗過程中各監(jiān)測目標對象的本底噪聲，提出了采集數(shù)據(jù)的預(yù)處理原則，提高采集數(shù)據(jù)的信噪比，減少數(shù)據(jù)的存儲

4、空間，處理后的信息量基本是處理前的1/3，以利于在大量的本底噪聲中識別出損傷信息。
　　 5．利用聲發(fā)射特征參數(shù)分析方法成功地監(jiān)測出半軸的疲勞損傷，并利用特征參數(shù)的幅度分布分析，獲得半軸損傷源信號隨裂紋擴展的幅度分布特點，利用波形分析，確定疲勞裂紋擴展的準確時間、推論出兩處對稱擴展的疲勞裂紋源，以及能比較準確表征疲勞裂紋擴展規(guī)律的聲發(fā)射特征參數(shù)；
　　 6．介紹了聲發(fā)射源定位技術(shù)的基本應(yīng)用，提出識別疲勞損傷信號和噪聲信號

5、的諧和分析方法，指出諧和分析方法在實際應(yīng)用中存在的不足，并提出適應(yīng)于實際工程監(jiān)測的聲發(fā)射源線定位技術(shù)的趨勢分析方法，進行了實際應(yīng)用，但還沒有損傷案例。
　　 聲發(fā)射監(jiān)測在金屬壓力容器等靜態(tài)設(shè)備方面的應(yīng)用，已經(jīng)取得了很大的成功，但對于高背景噪聲環(huán)境下的、多目標對象的動態(tài)設(shè)備的實時監(jiān)測，卻鮮見實際應(yīng)用的報道。因此，本論文的研究工作，特別是半軸疲勞斷裂的成功監(jiān)測，對于應(yīng)用聲發(fā)射技術(shù)監(jiān)測高背景噪聲下，動態(tài)設(shè)備的疲勞損傷，提供一定的指導(dǎo)作