本文關(guān)鍵詞：同步壓縮小波變換在焊接裂紋聲發(fā)射信號(hào)檢測(cè)中的應(yīng)用

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【摘要】：焊接過程結(jié)構(gòu)裂紋狀態(tài)變化所產(chǎn)生的聲發(fā)射源信號(hào)具有隨機(jī)瞬時(shí)突變的特點(diǎn),且聲發(fā)射試驗(yàn)中受到試驗(yàn)機(jī)、試樣與夾具連接的摩擦等產(chǎn)生的噪聲干擾,使采集到的聲發(fā)射信號(hào)含有大量的噪聲成分,呈現(xiàn)復(fù)雜噪聲背景下微弱的特點(diǎn)。同步壓縮小波變換通過對(duì)小波變換獲得的時(shí)間-尺度平面的信號(hào)能量分布進(jìn)行重組,從而獲得分辨率較高的時(shí)間-頻率時(shí)頻分布圖,同時(shí),同步壓縮小波變換不受小波基函數(shù)選擇的限制,且對(duì)噪聲具有較好的魯棒性。因此,提出將同步壓縮小波變換時(shí)頻分析方法應(yīng)用到焊接裂紋聲發(fā)射信號(hào)中進(jìn)行時(shí)頻特征分析,對(duì)復(fù)雜噪聲背景下焊接裂紋聲發(fā)射信號(hào)進(jìn)行特征提取,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)焊接裂紋的有效檢測(cè),具有工程實(shí)際應(yīng)用價(jià)值和學(xué)術(shù)研究意義。論文在同步壓縮小波算法的理論基礎(chǔ)上,將算法應(yīng)用于仿真信號(hào)進(jìn)行特性驗(yàn)證分析,分析了同步壓縮小波算法(SST)對(duì)高斯白噪聲的干擾具有較好的魯棒性以及對(duì)小波基函數(shù)的選擇有自適應(yīng)性。在此基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了焊接過程裂紋聲發(fā)射測(cè)試實(shí)驗(yàn)以及焊件拉伸聲發(fā)射測(cè)試試驗(yàn),采集了焊接加熱過程與焊后冷卻過程的裂紋聲發(fā)射信號(hào),分析了裂紋聲發(fā)射信號(hào)的特征,并將SST時(shí)頻分析方法應(yīng)用于焊接過程裂紋聲發(fā)射信號(hào)進(jìn)行裂紋檢測(cè)。主要研究?jī)?nèi)容如下:(1)基于同步壓縮小波算法的基本理論,將同步壓縮小波算法(SST)與連續(xù)小波變換分別應(yīng)用到仿真信號(hào)中進(jìn)行了性能對(duì)比分析,同時(shí)分析了同步壓縮小波算法對(duì)高斯白噪聲的干擾具有較好的魯棒性以及對(duì)小波基函數(shù)的選擇有自適應(yīng)性等特性,并將其運(yùn)用到小波分析中,改進(jìn)時(shí)頻圖分辨率精度等不足。(2)設(shè)計(jì)了焊接過程裂紋聲發(fā)射信號(hào)測(cè)試實(shí)驗(yàn),對(duì)采集到的焊接加熱過程與焊后冷卻過程的聲發(fā)射信號(hào)進(jìn)行波形與幅頻特性分析,同時(shí),將SST對(duì)焊接加熱過程裂紋聲發(fā)射信號(hào)進(jìn)行有效分解與重構(gòu),對(duì)焊接加熱過程采集到的信號(hào)進(jìn)行有效降噪。將SST時(shí)頻分析方法,應(yīng)用于焊接過程裂紋聲發(fā)射信號(hào)進(jìn)行時(shí)頻特征提取,分析了不同工況下裂紋聲發(fā)射信號(hào)的時(shí)頻分布,得到了不同工況下裂紋聲發(fā)射信號(hào)的頻率分布和信號(hào)能量分布變化規(guī)律。(3)設(shè)計(jì)了焊件拉伸聲發(fā)射測(cè)試實(shí)驗(yàn),結(jié)合拉伸過程的時(shí)間-載荷關(guān)系與采集到的聲發(fā)射信號(hào),對(duì)裂紋的形成及擴(kuò)展各個(gè)階段過程的信號(hào)進(jìn)行了波形與頻率分布特性分析,以及將SST時(shí)頻分析方法,應(yīng)用于裂紋聲發(fā)射信號(hào)進(jìn)行時(shí)頻特征分析,了解了裂紋形成動(dòng)態(tài)過程不同裂紋狀態(tài)下的信號(hào)特征。在此基礎(chǔ)上,將該方法應(yīng)用于實(shí)際焊接過程采集到的聲發(fā)射信號(hào)進(jìn)行裂紋檢測(cè),通過對(duì)采集到的大樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行分割,分割后的短數(shù)據(jù)能夠較好的反映不同裂紋狀態(tài)下的動(dòng)態(tài)過程,以及對(duì)分割后的信號(hào)進(jìn)行SST時(shí)頻分析,分析了其中蘊(yùn)含的動(dòng)態(tài)信息以及聲發(fā)射信號(hào)的頻率及能量分布規(guī)律。
【關(guān)鍵詞】：焊接裂紋 聲發(fā)射信號(hào) 同步壓縮小波算法 時(shí)頻分析 特征提取 裂紋檢測(cè)
【學(xué)位授予單位】：湖南科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TG441.7
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-11
• 第一章 緒論11-19
• 1.1 課題的背景及意義11-12
• 1.2 國(guó)內(nèi)外發(fā)展及研究現(xiàn)狀12-15
• 1.2.1 聲發(fā)射技術(shù)的概述12-13
• 1.2.2 聲發(fā)射技術(shù)的特點(diǎn)13
• 1.2.3 聲發(fā)射技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀13-15
• 1.3 聲發(fā)射信號(hào)的特征分析方法15-17
• 1.3.1 聲發(fā)射信號(hào)的波形特征分析方法15
• 1.3.2 聲發(fā)射信號(hào)的時(shí)頻分析方法15-17
• 1.4 存在的問題17-18
• 1.5 本文研究的主要內(nèi)容18-19
• 第二章 同步壓縮小波算法的基本理論19-33
• 2.1 同步壓縮小波變換的基本定義19-20
• 2.2 同步壓縮小波變換的理論介紹20-28
• 2.3 同步壓縮小波變換算法的實(shí)現(xiàn)28-31
• 2.4 本章小節(jié)31-33
• 第三章 同步壓縮小波算法的特性分析33-43
• 3.1 頻率突變信號(hào)分析33-36
• 3.2 SST與CWT的性能比較研究36-37
• 3.3 SST對(duì)小波基函數(shù)的自適應(yīng)性分析37-40
• 3.4 SST對(duì)噪聲的魯棒性分析40-42
• 3.4.1 SST對(duì)噪聲魯棒性的基本理論40
• 3.4.2 SST對(duì)噪聲的魯棒性特性分析40-42
• 3.5 本章小節(jié)42-43
• 第四章 焊接裂紋聲發(fā)射信號(hào)特性分析43-61
• 4.1 實(shí)驗(yàn)條件43-46
• 4.1.1 實(shí)驗(yàn)測(cè)試平臺(tái)43-45
• 4.1.2 金屬焊接件45-46
• 4.2 焊接過程裂紋聲發(fā)射信號(hào)測(cè)試實(shí)驗(yàn)46-48
• 4.2.1 實(shí)驗(yàn)參數(shù)設(shè)置46
• 4.2.2 焊接裂紋聲發(fā)射信號(hào)采集46-48
• 4.3 焊接過程裂紋聲發(fā)射信號(hào)分析48-59
• 4.3.1 噪聲來源分析48-49
• 4.3.2 焊接加熱過程聲發(fā)射信號(hào)分析49-55
• 4.3.3 焊后冷卻過程聲發(fā)射信號(hào)分析55-59
• 4.4 本章小節(jié)59-61
• 第五章 基于SST的聲發(fā)射信號(hào)裂紋檢測(cè)與分析61-75
• 5.1 鑄鐵材料單邊裂紋拉伸實(shí)驗(yàn)61-68
• 5.1.1 實(shí)驗(yàn)相關(guān)設(shè)備和拉伸件61-62
• 5.1.2 鑄鐵拉伸實(shí)驗(yàn)的聲發(fā)射信號(hào)分析62-68
• 5.2 焊接加熱過程裂紋檢測(cè)與分析68-70
• 5.3 焊后冷卻過程裂紋檢測(cè)與分析70-74
• 5.4 本章小節(jié)74-75
• 第六章 總結(jié)與展望75-77
• 6.1 論文總結(jié)75-76
• 6.2 研究展望76-77
• 參考文獻(xiàn)77-81
• 致謝81-83
• 附錄 攻讀學(xué)位期間參研項(xiàng)目和發(fā)表論文83

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫 前6條

1 陳小旺;馮志鵬;LIANG Ming;;基于迭代廣義同步壓縮變換的時(shí)變工況行星齒輪箱故障診斷[J];機(jī)械工程學(xué)報(bào);2015年01期

2 袁永立;何國(guó)球;樊康樂;劉曉山;朱e，

本文編號(hào)：729821