聲發(fā)射信號處理及源定位方法研究.pdf

1、聲發(fā)射(Acoustic Emission，AE)是無損檢測和評估中的一種重要方法，可廣泛應(yīng)用在石油化工、航天航空、材料實驗和交通運輸?shù)阮I(lǐng)域。大型工業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施的運行安全性和可靠性是當前研究的熱點問題，如果不能對其在服役過程中的性能和壽命給予有效的檢測和評估，就很難避免災難性事故的發(fā)生。本文針對聲發(fā)射檢測過程中的關(guān)鍵技術(shù)進行了研究，主要包括以下幾個方面的工作:
　　(1)從聲發(fā)射信號的共性出發(fā)，分析聲發(fā)射信號的傳播、衰減和散射模型，

2、以及噪聲對特征參數(shù)分形維的影響。基于快速獨立分量分析算法(FastICA)降噪理論，對比分析4種不同判據(jù)的FastICA模型對降噪結(jié)果的影響。與其它降噪算法比較，結(jié)果表明FastICA降噪效果更好，并將FastICA降噪后的聲發(fā)射特征參數(shù)和原信號的特征參數(shù)進行比對，進一步驗證FastICA算法在聲發(fā)射信號降噪中的可行性和有效性。
　　(2)針對聲發(fā)射檢測過程中事件判定不準的問題，本文采用基于聚類分析的聲發(fā)射信號處理方法，提高了聲發(fā)

3、射事件提取準確率。根據(jù)聲發(fā)射定位要求，研究三角定位算法和超定定位算法，并根據(jù)算法不同特點采用牛頓迭代法和信賴域法對定位方程進行求解。通過蒙特卡洛模擬實驗對比研究兩種算法在理想和非理想情況下的計算性能和定位性能，并分析速度誤差和時間誤差對兩種算法的影響。通過斷鉛實驗比較了AEWin、三角定位和超定定位的定位結(jié)果，分析結(jié)果表明，基于超定定位算法具有更高的定位精度和更好的算法穩(wěn)定性。
　　(3)設(shè)計完整和Ⅴ型槽兩種Q235B板材試樣的彎

4、曲實驗，采用時頻歷程和相關(guān)分析對損傷過程中的聲發(fā)射信號特征參數(shù)進行分析。通過機理分析得出，當材料存在損傷時AE信號的活性會增強的更迅速，更易達到屈服點，并且會伴隨新的特征頻率出現(xiàn);AE特征參數(shù)之間的相關(guān)關(guān)系只對聲發(fā)射源敏感，而與產(chǎn)生該信號的結(jié)構(gòu)損傷形式無關(guān)?；贏R模型對Q235材料拉伸過程中的聲發(fā)射信號進行特征提取，將AR模型參數(shù)作為BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入，實現(xiàn)了試樣在不同損傷階段的識別。通過與其它方法進行對比分析，發(fā)現(xiàn)基于AR和BP神經(jīng)