本文關(guān)鍵詞：希爾伯特-黃變換方法的構(gòu)件殘余應力檢測方法的試驗研究　出處：《長春工業(yè)大學》2017年碩士論文　論文類型：學位論文

  更多相關(guān)文章： 希爾伯特-黃變換 殘余應力 振動信號 希爾伯特譜

【摘要】：隨著現(xiàn)代科學水平的日益更新與迅速發(fā)展,人們對于構(gòu)件的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、疲勞強度以及使用壽命等有了更加嚴格的要求。鑄造、鍛壓、焊接、切削等機械加工工藝都會使構(gòu)件產(chǎn)生不同程度的殘余應力,殘余應力的存在嚴重影響到構(gòu)件的使用性能。因此,無損、快捷、準確、可行的構(gòu)件殘余應力檢測方法已經(jīng)成為國內(nèi)外學者研究的熱點。根據(jù)當前已經(jīng)公開的資料得知,還沒有將希爾伯特-黃變換方法運用到構(gòu)件殘余應力檢測的領域。本文采用希爾伯特-黃變換方法對構(gòu)件的殘余應力的檢測進行了研究,得到構(gòu)件殘余應力存在與否的判斷準則。首先,對該課題的背景、研究現(xiàn)狀以及希爾伯特-黃變換的基本理論做了詳細介紹,針對經(jīng)驗模態(tài)分解方法出現(xiàn)的模態(tài)混疊現(xiàn)象,采用總體平均經(jīng)驗模態(tài)分解方法,結(jié)果表明,此方法更加準確有效。然后分別對單自由度系統(tǒng)振動特性和多自由系統(tǒng)振動特性及其各自總體平均經(jīng)驗模態(tài)分解方法進行了分析研究,得到機械系統(tǒng)固有振動模式函數(shù)與固有模態(tài)函數(shù)的高度對應關(guān)系。其次,利用丹麥BK信號采集系統(tǒng)分別采集未經(jīng)處理的焊接鋼板、第一次熱時效處理后的焊接鋼板以及第二次熱時效處理后的焊接鋼板的振動信號,并采用經(jīng)典的鉆孔法對未經(jīng)處理的焊接鋼板、第一次熱時效處理后的焊接鋼板以及第二次熱時效處理后的焊接鋼板進行焊接殘余應力檢測,得出不同狀態(tài)下焊接鋼板的殘余應力分布特點。最后,采用希爾伯特-黃變換對采集到的焊接鋼板振動信號進行分析處理,得到其各自的希爾伯特譜,為了比較不同振動信號希爾伯特譜的差異,本文提出了判斷指標:時間幅頻積。針對不同狀態(tài)下的振動信號希爾伯特譜,求出各自時間幅頻積,然后分析時間幅頻積的變化。結(jié)果表明:采用希爾伯特-黃變換方法,通過對希爾伯特譜時間幅頻積的研究能夠準確判斷焊接鋼板是否存在殘余應力,并利用鉆孔法的檢測結(jié)果來驗證此方法,兩者保持一致性,顯示出該方法在構(gòu)件殘余應力檢測方面的可行性。
[Abstract]:With the rapid development of modern science, there are more stringent requirements for structural stability, fatigue strength and service life of members. Casting, forging, welding. Cutting and other machining processes can make members produce different degrees of residual stress, the existence of residual stress seriously affects the performance of the components. Therefore, non-destructive, fast and accurate. The feasible method of residual stress detection has become a hot topic for domestic and foreign scholars. The Hilbert-Huang transform method has not been applied to the field of component residual stress detection. In this paper, the Hilbert-Huang transform method is used to study the residual stress detection. First of all, the background, research status and the basic theory of Hilbert-Huang transform are introduced in detail. Aiming at the phenomenon of modal aliasing in the empirical mode decomposition method, the method of total average empirical mode decomposition is used, and the results show that. This method is more accurate and effective. Then, the vibration characteristics of single degree of freedom system and the vibration characteristics of multi-free system and their respective average empirical mode decomposition methods are analyzed and studied respectively. The relationship between the inherent vibration mode function and the inherent mode function of mechanical system is obtained. Secondly, the unprocessed welded steel plate is collected by the Danish BK signal acquisition system. The vibration signals of the welded steel plate after the first heat aging and the welding steel plate after the second heat aging treatment were analyzed. The classical drilling method was used to weld the untreated steel plate. The welding residual stress of the welded steel plate after the first heat aging treatment and the welding steel plate after the second heat aging treatment were detected, and the distribution characteristics of the residual stress of the welded steel plate under different states were obtained. The Hilbert-Huang transform is used to analyze and process the vibration signals of welded steel plates, and their Hilbert spectra are obtained. In order to compare the difference of Hilbert spectra with different vibration signals. In this paper, the judging index, time amplitude-frequency product, is proposed. According to the Hilbert spectrum of vibration signal in different states, the time amplitude-frequency product is calculated. The results show that the Hilbert-Huang transform method can accurately judge whether the residual stress exists in welded steel plate through the study of Hilbert spectrum time amplitude frequency product. The results of borehole method are used to verify this method, which shows the feasibility of the method in detecting residual stress of components.
【學位授予單位】：長春工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TG404

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