通过模拟声发射研究增材制造零件中的损伤特性

基于有限元方法模拟的单轴拉伸试验,研究了具有不同孔洞位置的两种增材制造铝板的波传播特性。本文使用有限元方法获得所需的数据,并应用信号分析方法进行数据处理。开展了4种数据分析,综合考察波的传播特性即波形分析、声发射参数分析、频域分析和波数-频域分析。研究表明,此两种铝板可以通过直接观察波形或比较主要的兰姆波模态来区分。孔洞在50%位置的板的波形围绕平衡位置上下振荡,孔洞在75%位置的板的波形不规则。对于兰姆波模态,50%位置的板在S1和A1模态中能量最强,75%位置的板有多个主导兰姆波模态。这两种铝板有一个共同点,都有大约300 kHz的高能量兰姆波模态。此外,研究也表明声波传播距离会影响声发射参数和频率。峰值振幅、上升时间和这两种参数的比值与距离呈单调关系,而峰值频率和中心频率则在整个距离范围内波动。