本文關鍵詞：焊接裂紋聲發(fā)射信號特性實驗研究

  更多相關文章： 焊接結構裂紋 聲發(fā)射信號 諧波分析 頻域特性 信號分離

【摘要】：聲發(fā)射檢測技術是焊接過程結構裂紋檢測的有效手段。由于焊接過程中采集到的結構裂紋形成及狀態(tài)變化所產(chǎn)生的聲發(fā)射源信號具有多模態(tài)、非線性的特點,加上聲發(fā)射測試中受到試件與夾具連接的摩擦、電弧沖擊的干擾,聲發(fā)射信號呈現(xiàn)出多聲發(fā)射源共存、特征微弱的特點。如何實現(xiàn)焊接過程焊接結構裂紋激勵源聲發(fā)射信號多源信號分離與提取,為焊接過程結構裂紋聲發(fā)射檢測提供理論與方法,是實現(xiàn)焊接結構裂紋聲發(fā)射檢測的關鍵,具有理論研究與工程應用價值。本文通過研制焊接過程裂紋模擬聲發(fā)射測試平臺,結合聲發(fā)射信號時域采集系統(tǒng),構成焊接過程結構裂紋模擬聲發(fā)射測試平臺,在此基礎上,進行了聲發(fā)射信號采集實驗與特性分析,并應用提出的基于諧波分析的多源聲發(fā)射信號分離方法,對焊接過程焊接結構裂紋聲發(fā)射源信號進行了分離與提取,研究的主要內(nèi)容如下:(1)研制橫向拘束應力可調(diào)實驗裝置,結合聲發(fā)射信號在線采集系統(tǒng),搭建了焊接過程裂紋聲發(fā)射信號測試平臺。結合不同焊接工藝實驗如手工焊接、鋁合金MIG焊等,該平臺可以模擬不同焊接工藝焊接結構變形、裂紋產(chǎn)生等物理過程,并同步進行多通道聲發(fā)射信號采集與測試。(2)提出了基于諧波分析的多源聲發(fā)射信號分離方法,該方法通過將信號片段擬合為AR矩陣,并使用SVD分析方法對重構矩陣進行分析確定信號有效諧波的層數(shù),然后通過FFT諧波分離法將有效諧波分離出來然后進行重構得到有效信號,同時可以獲取信號諧波幅頻特性。通過對模擬、仿真信號進行了分析,驗證了該方法能有效實現(xiàn)多源信號的有效分離。(3)分別進行摩擦激勵源、焊接電弧沖擊激勵源、焊接結構裂紋激勵源聲發(fā)射信號測試實驗,并對采集到的各種激勵源聲發(fā)射信號進行有效提取與頻譜分析,獲取了相應單一激勵源的聲發(fā)射信號頻域特性。(4)進行手工焊接實驗,并同步采集焊接加熱與焊接冷卻過程中混合激勵源聲發(fā)射信號。根據(jù)不同激勵源聲發(fā)射信號頻域特性,應用基于諧波分析的多源聲發(fā)射信號分離方法,分別對焊接加熱與焊接冷卻過程試驗采集到的聲發(fā)射信號進行分離與提取,有效實現(xiàn)了焊接結構裂紋聲發(fā)射信號提取。
【關鍵詞】：焊接結構裂紋 聲發(fā)射信號 諧波分析 頻域特性 信號分離
【學位授予單位】：湖南科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TG441.7
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 緒論10-18
• 1.1 課題研究背景及意義10-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-14
• 1.2.1 聲發(fā)射技術在焊接結構裂紋檢測中的應用11-12
• 1.2.2 橫向可變拘束熱裂紋試驗方法12-13
• 1.2.3 聲發(fā)射信號分析與處理13-14
• 1.3 存在的問題14-15
• 1.4 本文主要研究內(nèi)容15-18
• 第二章 焊接過程裂紋聲發(fā)射信號測試平臺18-32
• 2.1 實驗平臺總體構成18-22
• 2.2 焊接可調(diào)拘束實驗裝置的設計22-27
• 2.2.1 焊接橫向拘束應力可調(diào)實驗裝置臺身的設計23-24
• 2.2.2 焊接橫向拘束應力可調(diào)實驗裝置壓力施加夾具的設計24-26
• 2.2.3 焊接橫向拘束應力可調(diào)實驗裝置焊件安裝夾具的設計26-27
• 2.3 焊接過程聲發(fā)射信號采集實驗27-31
• 2.3.1 實驗目的27
• 2.3.2 實驗信號采集27-31
• 2.4 本章小結31-32
• 第三章 基于諧波分析的多源聲發(fā)射信號分離方法32-44
• 3.1 奇異值分析（ SVD）32-34
• 3.1.1 SVD分析的理論32-33
• 3.1.2 SVD分析算法實現(xiàn)33-34
• 3.2 基于FFT的有效諧波提取34-35
• 3.2.1 FFT變換34
• 3.2.2 基于FFT的諧波提取34-35
• 3.3 基于奇異值分析和FFT的多源信號分離35-42
• 3.3.1 諧波分析有效信號提取方法35-36
• 3.3.2 仿真信號分離中的應用36-38
• 3.3.3 模擬信號分離中的應用38-42
• 3.4 本章小結42-44
• 第四章 焊接過程多源聲發(fā)射信號特性分析44-58
• 4.1 實驗方案設計與信號采集44-50
• 4.1.1 焊接摩擦源聲發(fā)射信號采集45-46
• 4.1.2 焊接電弧沖擊源聲發(fā)射信號采集46-48
• 4.1.3 焊接結構裂紋源聲發(fā)射信號采集48-50
• 4.2 焊件與夾具摩擦聲發(fā)射信號幅頻特性分析50-52
• 4.2.1 焊件與夾具摩擦源有效聲發(fā)射信號提取50-51
• 4.2.2 焊件與夾具摩擦源聲發(fā)射信號幅頻特性分析51-52
• 4.3 焊接電弧沖擊源聲發(fā)射信號幅頻特性分析52-54
• 4.3.1 焊接電弧沖擊源聲發(fā)射信號提取52-53
• 4.3.2 焊接電弧沖擊源聲發(fā)射信號幅頻特性分析53-54
• 4.4 焊接結構裂紋源聲發(fā)射信號幅頻特性分析54-56
• 4.4.1 焊接結構裂紋源聲發(fā)射信號提取54-56
• 4.4.2 焊接結構裂紋源聲發(fā)射信號幅頻特性分析56
• 4.5 本章小結56-58
• 第五章 焊接過程多源聲發(fā)射信號分離與提取58-70
• 5.1 焊接加熱過程多源聲發(fā)射信號分離58-64
• 5.1.1 焊接加熱過程聲發(fā)射信號采集58-60
• 5.1.2 焊接加熱過程聲發(fā)射有效信號提取60-62
• 5.1.3 焊接加熱過程多源聲發(fā)射信號分離62-64
• 5.2 焊接冷卻過程多源聲發(fā)射信號分離64-69
• 5.2.1 焊接冷卻過程聲發(fā)射信號的采集64-66
• 5.2.2 焊接冷卻過程聲發(fā)射信號特征提取66-68
• 5.2.3 焊接冷卻過程多源聲發(fā)射信號分離68-69
• 5.3 本章小結69-70
• 第六章 結論70-72
• 6.1 研究結論70-71
• 6.2 工作展望71-72
• 參考文獻72-76
• 致謝76-78
• 附錄 攻讀學位期間參研項目和發(fā)表論文目錄78

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 羅怡;朱成華;李京龍;;電阻點焊熔核形核信息的聲發(fā)射信號表征[J];焊接學報;2013年07期

2 郭民臣;梅勇;馬英;陳文飛;王卜平;;基于LabVIEW的聲發(fā)射信號小波降噪方法研究[J];動力工程學報;2012年06期

3 任達千;楊世錫;吳昭同;嚴拱標;;LMD時頻分析方法的端點效應在旋轉機械故障診斷中的影響[J];中國機械工程;2012年08期

4 李卿;邵華;陳群濤;楊明倫;;基于獨立分量分析的切削聲發(fā)射源信號分離[J];工具技術;2011年06期

5 ;Fatigue damage characterization of carbon fiber reinforced polymer bridge cables:Wavelet transform analysis for clustering acoustic emission data[J];Science China Technological Sciences;2011年02期

6 孫國豪;柏明清;王希;李建宏;潘家禎;;缺陷試板拉伸過程聲發(fā)射信號特性的相關性分析[J];無損檢測;2010年08期

7 孫朝明;湯光平;唐興;王增勇;;抗氫鋼焊縫的聲發(fā)射檢測分析[J];壓力容器;2010年05期

8 ;Applications of Wigner high-order spectra in feature extraction of acoustic emission signals[J];Engineering Sciences;2009年03期

9 孫國豪;張雪濤;李建宏;詹穎鈞;潘家禎;;常溫下16MnR板材焊接缺陷聲發(fā)射特性研究[J];實驗力學;2009年04期

10 劉國華;黃平捷;楊金泉;劉遠;周澤魁;;基于高階譜的混凝土材料斷裂聲發(fā)射特征提取[J];吉林大學學報(工學版);2009年03期

，

本文編號：639400