混凝土无损检测中常用声发射检测参数的设置

为了采集到具有高信噪比的声发射信号,实现声发射检测技术在大型混凝土结构在役监测工程实际中的推广应用,通过分析噪音信号、利用铅笔芯折断模拟声发射源试验,确定符合试验材料的检测参数:门槛、时间参数、波速、衰减等,为混凝土声发射检测参数选取提供了可靠的依据。

基于多输出支持向量回归的声发射源平面定位

为了解决直升机动部件疲劳损伤定位问题,提出了基于多输出支持向量回归算法的声发射源平面定位方法。以声发射信号的多个时域参数作为输入,破损点的平面坐标(x,y)作为输出,用支持向量回归机逼近输入输出之间的非线性映射关系,然后利用支持向量回归机的泛化推广能力,实现声发射源的平面定位。通过碳纤维材料试件断铅定位试验结果表明:该方法有效的实现了声发射源的平面定位,并且在收敛速度和定位精度上优于RBF神经网络。

新型PVDF声发射传感器的设计方法及应用

基于声发射技术研制了一种新型PVDF压电传感器。介绍了声发射传感器的结构、工作原理以及声发射传感器压电元件、背衬材料、声匹配层和前置放大器接口电路设计对传感器灵敏度、分辨率和信噪比的影响。利用美国物理声学公司声发射信号数据采集处理DiSP系统进行了断铅信号采集试验。测试结果表明:设计的新型PVDF声发射传感器对断铅信号具有宽频带响应。应用研制的新型PVDF声发射传感器、数字示波器和计算机组成的数据采集处理系统对4M20氮氢气压缩机六段排气阀进行了状态监测,结果表明新型声发射传感器能够用于设备状态监测,设计方法可行。

断铅笔芯声发射实验信号研究

针对断铅声发射实验信号应用广泛而又没有深入分析的现状,为了更深层次地揭示断铅声发射实验信号的特点,探究了不同分析方法下断铅声发射信号的差异。分别采用了经验模态分解和5层小波变换方法,将断铅声发射实验信号进行了分解重构,并对分解重构信号的时域和频域特征进行了剖析;经验模态分解采用相关系数法,得到了6个固有模态函数,对声发射信号进行了深入分析。研究结果表明:经验模态分解与小波变换能够将断铅信号的低频噪音信号分离出来,可准确提取铅芯断裂声发射特征信息;同时结合断铅声发射信号的短时傅里叶变换分析也发现了噪声分布在相近的频率范围内,进一步说明了经验模态分解与小波变换分离断铅信号中低频噪音信号的准确性。

结构声发射的数值模拟及实验研究

由于声发射源产生的瞬态弹性波会在传播过程中产生各种频率和模态的声发射信号,这给应用声发射技术进行无损检测带来一定困难。针对声发射信号在实际介质中传播的复杂性,为了研究弹性波的传播对波形的影响,提出了利用有限元方法模拟声发射信号在薄铝板的传播及几何形状边界反射过程,得到声发射波形的时域特征,进一步分析了声发射信号在铝板中的传播特性;搭建了与有限元模型相应的声发射断铅实验系统来采集断铅信号。试验及研究结果表明,利用声发射断铅实验系统获得的信号与有限元计算方法得到的模拟信号基本吻合,说明有限元数值计算方法可以作为分析声发射信号传播过程的一种手段;该结果为基于声发射的结构缺陷检测技术提供了数值模型,同时声发射技术用于无损检测也有了更精确的理论基础。

基于改进鲸鱼算法的声发射定位方法

为提高声发射源定位精度,提出了一种改进鲸鱼算法,并基于该算法生成了一种新的声发射源定位方法。该方法根据不同通道间的时间差建立基于最小二乘法原理的目标函数,通过改进鲸鱼算法的搜索机制求解目标函数,实现对声发射源的定位。为准确评估改进鲸鱼算法的定位精度,开展了煤岩断铅实验和三点弯曲加载条件下Ⅰ型断裂实验,对比分析改进鲸鱼算法、鲸鱼优化算法、Geiger算法和最小二乘法等4种定位算法的定位结果。结果表明:改进鲸鱼算法相较其他定位算法具有更高的定位精度,且累计有效声发射事件更集中于真实断裂过程区;改进鲸鱼算法的各阶段声发射源定位结果与数字图像相关方法(DigitalImage Correlation,DIC)观测结果具有一致性,能够有效地反映试件内部裂纹萌生、扩展的动态演化过程。

基于时间差映射方法的钢板声发射源定位

采用常用的到达时间法进行声发射源定位时,需假设波速恒定且声源与传感器的传播路径连续,然而在实际应用中,板中沿不同方向传播的声发射信号的传播速度可能不一致.据此,本文提出一种基于时间差映射的声发射源定位方法,该方法采用预构建数据库的方法,无需考虑波在板中的传播速度不一致及波的传播模态等问题,对传感器在板中布置的位置不做严格要求.该方法通过人工模拟声发射源,记录信号到达每个传感器的时间,求出不同传感器路径的到达时间差,在生成的时间差等高线图中筛选误差范围内的等时间差值,采用最小差异法寻找实际声源数据和训练映射数据之间差值最小的点,也就是声发射源的位置.本次实验在钢板上布置4个声发射传感器,随机选取8个点进行实验验证.对比到达时间法,时间差映射法的定位误差由1.41%降至0.38%,此方法的声源定位更加准确.