界面結(jié)構(gòu)聲發(fā)射信號傳播特性及應(yīng)用研究.pdf

1、聲發(fā)射作為一種動態(tài)無損檢測技術(shù)，在機(jī)械設(shè)備故障診斷領(lǐng)域得到了較為廣泛的應(yīng)用。缺陷檢測時，由于機(jī)械設(shè)備大量界面結(jié)構(gòu)的存在，導(dǎo)致故障與特征信號間的映射關(guān)系錯綜復(fù)雜，故障檢測的準(zhǔn)確度不高。針對此問題，本文開展界面結(jié)構(gòu)聲發(fā)射信號傳播特性仿真研究及信號傳播方向、接觸面積、構(gòu)件厚度等因素下聲發(fā)射信號傳播特性的實(shí)驗(yàn)研究，最后把傳播特性應(yīng)用于材料成分分?jǐn)?shù)的檢測。所做的主要工作如下：
　　(1)界面結(jié)構(gòu)聲發(fā)射信號的傳播特性仿真研究。基于有限差分法對

2、界面結(jié)構(gòu)聲發(fā)射信號波反射透射特性、界面不同接觸長度及不同試件厚度對聲發(fā)射信號傳播特性的影響進(jìn)了數(shù)值仿真，并通過幅值及能量的相對衰減率對仿真結(jié)果進(jìn)行比較分析。
　　(2)界面結(jié)構(gòu)聲發(fā)射信號傳播特性實(shí)驗(yàn)研究。通過實(shí)驗(yàn)探究了界面結(jié)構(gòu)信號傳播方向、不同接觸面積及不同接觸厚度對聲發(fā)射信號傳播特性的影響。發(fā)現(xiàn)信號由大向小構(gòu)件傳播衰減比由小向大構(gòu)件傳播大。隨著接觸面積的增大，信號幅值及能量衰減變小，但在面積比小于9時衰減趨勢變化明顯，面積比大于

3、9時衰減趨勢較平緩；與界面不同接觸長度數(shù)值仿真結(jié)果相比，能量衰減趨勢相似，但幅值的衰減實(shí)驗(yàn)中更明顯。隨著試件厚度的不斷變大，聲發(fā)射信號的幅值及能量衰減量都逐漸增大；與不同試件厚度仿真結(jié)果相比，幅值及能量衰減曲線的趨勢很相似，但仿真中幅值及能量的衰減量均比實(shí)驗(yàn)中的大。
　　(3)聲發(fā)射信號傳播特性的應(yīng)用研究。由于微晶石墨含量不同導(dǎo)致單位體積中PVA基體與石墨間的界面數(shù)量不同，以微晶石墨/聚乙烯醇(PVA)復(fù)合材料為對象，提出基于聲發(fā)

4、射信號傳播特性的微晶石墨成分分?jǐn)?shù)檢測方法。從聲發(fā)射原始信號及特征小波包傳播特性兩個方面，研究它們與材料成分分?jǐn)?shù)間的關(guān)系，并對該關(guān)系進(jìn)行驗(yàn)證。發(fā)現(xiàn)對于原礦微晶石墨/PVA復(fù)合材料以此特征小波包計(jì)算原礦微晶石墨質(zhì)量分?jǐn)?shù)誤差為2.2％，比用原信號計(jì)算誤差低1.6%；對于提純微晶石墨/PVA復(fù)合材料以此特征小波包計(jì)算提純微晶石墨質(zhì)量分?jǐn)?shù)誤差為2.4%，比用原信號計(jì)算誤差低2.0%，檢測結(jié)果與材料實(shí)際成分分?jǐn)?shù)吻合度較高，為材料成分分?jǐn)?shù)檢測提供了一