基于时间反转聚焦的声发射源定位算法

声发射检测可以判断损伤的活性和严重性而被广泛应用,但对损伤位置仍没有更准确的定位方法。提出一种基于时间反转理论的声发射源准确定位的方法。根据声发射被动监测的特点,研究采用时间反转聚焦方法使声发射信号能量叠加放大,提高信号的信噪比,并分析推导了具体损伤声源信号时间反转聚焦增强过程;利用时间反转对声发射源的自适应聚焦能力,重建信号传播波动图,通过信号聚焦显示出损伤声源位置和区域;最后通过数值仿真对该方法进行验证,仿真结果表明能有效提高损伤声源信号的能量,能够对检测区域的信号重建,并通过显示准确给出损伤声源位置,定位精度较常规时差定位法有较大提高。

起重机械声发射动态监测技术研究进展

在我国主要重工业行业中,起重机械起到中流砥柱的作用,超负荷运行使得起重机械事故日趋上升。声发射技术是一项动态监测技术,相对常规无损检测方法,这种技术可在起重机运行状态下进行检测,不影响起重机正常作业,其具有很大的发展潜力。根据目前起重机械无损检测中情况,分析了声发射技术在起重机械监测中的应用现状,对现在国内外起重机械声发射检测中存在的几个重要问题进行了探讨,如声发射源信号获取、声发射源的准确定位和定量问题。最后,根据目前的研究现状,提出了对几个重要问题解决思路,可让这项监测技术获得更进一步的应用和推广。

大型起重机械声发射动态监测定位方法探讨

为了实现对大型起重机械声发射动态监测,利用时间反转原理,将采集到的信号进行时间反转,再施加到对应传感器上作为激励,在构件中激发的信号在声源中聚集,随机获取反映起重机械损伤状态特征参数,实时监测损伤及预测评估起重机械寿命。

不同拉伸速率下钢材损伤的声发射监测评价

钢材已成为生产的基本材料,被广泛应用于各行业,目前还没有对其进行损伤动态监测的有效方法。采用声发射技术对钢材Q235在不同的拉伸速率下进行损伤动态监测试验研究,首先通过试验获取了不同拉伸速率时材料的弹性、屈服、强化、颈缩和断裂各个力学行为阶段声发射信号并提取各个特征参数;然后通过各个特征参数累积量历程图归一化曲线对钢材拉伸损伤过程进行评价,发现特征参数累积量历程图归一化曲线可以明显反映出钢材拉伸整体演变过程及各个力学行为阶段特征,并且随着拉伸速率的减小,在屈服阶段的结束端点出现更为明显的突增量,可作为表征屈服阶段和强化阶段的重要转折点。结合拉伸力学,对各个力学行为阶段声发射信号的产生机制和特征进行总结,可为钢材后期声发射信号源的产生机制以及后期损伤定量、寿命预测的研究提供参考了依据。

时间反转在列车转向架声发射源定位中的应用

针对高速列车转向架的动态检测提出一种新的损伤声源定位方法,采用声发射检测技术对转向架易损伤的焊接部位进行时间反转定位方法研究。首先利用有限元软件建立转向架焊接部位结构有限元模型;然后在模型上模拟发出一个声发射损伤信号,通过预置的声发射传感器接收声发射源信号;最后根据时间反转聚焦原理对接收信号进行处理,并通过检测区域成像,确定损伤声发射源的准确位置。数值仿真实验结果表明:该定位方法能够准确定位声源位置,定位结果比常规四点圆弧法更精确。

碳纤维复合材料声发射源定位实验研究

声发射检测技术可实现材料的动态监测,同时也存在一定的局限性,声发射信号在具有各向异性的碳纤维复合材料中的传播更为复杂,因此声发射源损伤定位有较大偏差。针对碳纤维复合材料板的声发射定位要求,采用一种时间反转聚焦增强算法。首先根据时间反转基本原理推导出信号增强处理方程式,可以推算出声源聚焦时刻,进而使声源信号场波幅值聚焦增强,提高信噪比;然后对检测区域进行波动图重构,通过聚焦信号对声源进行准确定位;最后通过实验对该定位算法进行验证,实验结果表明该定位算法可实现对复杂各向异性材料的声发射源定位,且定位精度较常规仪器定位方法有较大提高。

玻璃钢复合材料板材Lamb波传播特性分析

基于Lamb波在各向异性材料的波动方程和频散原理,采用斜入射法激发A0模态兰姆波。针对板材的铺层角度、各接收点方向和频厚积等因素对衰减规律和传播速度规律有较大影响,采用有限元软件建立玻璃钢复合材料层合板模型,对各影响因素进行数值模拟研究。研究表明:Lamb波传播特性与纤维铺层方式有关,声速及衰减特性沿纤维方向和非纤维方向传播声速和衰减差异较大,并且呈对称现象,频厚积在0.6~1.8 MHz·mm,对传播声速和衰减影响为线性下降且趋于平稳。

起重机钢梁疲劳特性声发射监测实验研究

起重机钢梁作为主要承力部位关系到起重机的安全运行,目前仍无有效手段对其疲劳特性进行在线实时监测。采用声发射技术对钢梁材料Q345疲劳特性进行实验研究,首先通过动态弯曲疲劳实验获得材料疲劳裂纹萌生、扩展和断裂全过程的声发射检测信号;然后提取和分析声发射信号中的特征参数,经过比较各参数历程图,发现在幅值和事件历程图中可以反映材料疲劳裂纹整体演变过程,而能量、计数、上升时间和持续时间这4个特征参数更能反映出裂纹变化的重要转折点。此外对各个阶段声发射信号产生的原因进行分析和总结,为下一步采用声发射技术对钢梁材料损伤定量及寿命预测的研究提供参考依据。

广义S变换钢材拉伸损伤声发射评价方法

声发射技术具有实时动态监测的优点,因此其应用越来越广泛,但采用声发射技术对材料和结构的损伤进行定量评估及寿命预测还没有解决办法。提出采用广义S变换对钢材声发射检测信号进行时频分析,通过分析信号时频特征可达到评价钢材损伤各个阶段的目的。首先通过理论分析和仿真信号处理研究,验证广义S变换具有更高时频分辨率;然后在钢材拉伸实验中建立声发射监测系统,采集钢材拉伸损伤各个力学阶段的声发射信号进行时域和频域特征分析;最后采用广义S变换处理,通过时频处理结果可获得钢材在各个损伤阶段的有明显差异的声发射信号时频特征,可为今后钢材使用过程中的损伤定量和寿命预测提供可靠参考依据。

基于LabVIEW的超声扫查仪数据采集系统设计

根据材料超声扫查检测需要,开展了超声扫查仪部分硬件设计及基于LabVIEW开发环境的上位机软件的数据采集部分设计工作。通过探头、数据采集卡、触发电路以及声波接收装置共同组成超声信号采集的硬件主要部分,利用上位机软件对超声信号进行采集再送入基于PC机的上位机中,并在PC机中运用虚拟仪器以及计算机的强大功能,进行信号分析、数据处理以及图形化显示等,实现数据信号的处理。最后,通过该系统进行某试块超声实验的信号采集,用软件进行信号的分析与处理,以验证该系统运行的可行性。研究结果证明:该系统性能运行良好,成本低和可靠性高。

Q345钢拉伸及弯曲损伤裂纹声发射监测实验研究

Q345钢材已被广泛使用在许多领域中,但目前仍缺乏实时在线损伤监测的可靠方法,为此提出声发射检测技术对Q345钢材裂纹生长过程进行动态监测。首先根据试验设备配套模具设计出钢材试件;然后用电子万能试验机对试件完成拉伸和三点弯曲实验,并用声发射仪器采集试件预置裂纹变化过程中发出的声发射信号;最后提取声发射检测信号特征参数,并采用经历图分析法研究计数和能量特征参数随时间变化的规律,结合这种变化规律找到评价试件裂纹的变化状况。实验结果表明:试件在萌生、扩展和断裂不同变化阶段,声发射特征参数都有不同特征表现,可以通过这2个特征参数表征和评价Q345钢材的损伤状况。

DSP控制的变频技术在电梯控制系统中的应用

电梯是一种垂直运输工具，它在运行中不但具有动能，而且具有势能。它经常处在正反转，反复起制动过程中。为满足乘客的舒适感和平层精度。要求电动机在各种负载下都有良好的调速性能和准确停车性能，在稳定性、准确性、快速性等方面都要求较高。为满足这些要求，采用变频器控制电动机是最合适的，变频器不但可以提供良好的调速性能，并能节约大量电能。变频调速是交流调速的一种重要手段，以其可靠性和很强的抗干扰能力在生产生活中得到了广泛的应用。同时，DSP是一种高速专用处理器，运算功能强大，能实现高速率传输数据，具有实时运算能力，并集成了电动机控制外围部件，使设计者外加较少的硬件设备，就可以构成最小目标控制系统，

可编程序控制器在电梯控制系统中的应用

本文根据电梯运行对控制系统所提出的要求,提出了利用可编程序控制器对各种输入信号进行逻辑分析判断,从而确定电梯的状态。

PLC技术在改造Z3040摇臂钻床控制电路中的应用

可编程逻辑控制（PLc）技术是一种成熟的工业控制方式，利用PLC的软件控制替代继电器的硬件控制是实际生产中的重要技术革新手段。本文利用PLC技术对传统的基于继电器控制的Z3040摇臂钻床进行了技术改造。在深入分析Z3040摇臂钻床工作过程的基础上，完成了其主电路和控制电路的设计。根据Z3040摇臂钻床控制系统的特点，进行PLC模块的设备选型。所设计的PLC控制系统提高了Z3040摇臂钻床电路系统的稳定性和可靠性。

一种基于PLC技术的两闭锁装置

本文研究了矿用挖掘机械的两闭锁控制装置，应用工业上常用的电气逻辑控制（PLC）技术改进了两闭锁装置的控制电路。所设计的控制系统触点少，降低了电路故障发生的几率，降低了电路维护成本和维修难度。在性能方面，控制电路能够有效地实现矿业挖掘生产中的风电闭锁和瓦斯电闭锁两项强制性要求，保障地下挖掘作业的安全性。该装置对于确保煤矿、冶金等行业生产过程中的电气安全具有重要意义。

损伤声发射信号小波包神经网络特征识别方法

在材料损伤的检测和评价时,为了在大量接收信号中识别有效声发射信号,提出了一种基于小波包特征提取的损伤声信号神经网络识别方法,首先利用小波包全局分解的优势,准确提取非平稳信号的特征信息,建立相应特征向量,对有效声发射信号和干扰噪声信号进行表征;然后根据特征向量和识别输出要求,建立了3层结构的反向传播神经网络对信号进行分析和识别,滤除噪声信号,保留有效声发射信号;最后,在玻璃钢复合材料的声发射实验中,采集了400组信号对该方法进行验证,准确性达到97.5%,能够满足工程需要.