焊接裂紋聲發(fā)射信號(hào)特性實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、聲發(fā)射檢測(cè)技術(shù)是焊接過(guò)程結(jié)構(gòu)裂紋檢測(cè)的有效手段。由于焊接過(guò)程中采集到的結(jié)構(gòu)裂紋形成及狀態(tài)變化所產(chǎn)生的聲發(fā)射源信號(hào)具有多模態(tài)、非線性的特點(diǎn)，加上聲發(fā)射測(cè)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(hào)呈現(xiàn)出多聲發(fā)射源共存、特征微弱的特點(diǎn)。如何實(shí)現(xiàn)焊接過(guò)程焊接結(jié)構(gòu)裂紋激勵(lì)源聲發(fā)射信號(hào)多源信號(hào)分離與提取，為焊接過(guò)程結(jié)構(gòu)裂紋聲發(fā)射檢測(cè)提供理論與方法，是實(shí)現(xiàn)焊接結(jié)構(gòu)裂紋聲發(fā)射檢測(cè)的關(guān)鍵，具有理論研究與工程應(yīng)用價(jià)值。
　　本文通過(guò)研制

2、焊接過(guò)程裂紋模擬聲發(fā)射測(cè)試平臺(tái)，結(jié)合聲發(fā)射信號(hào)時(shí)域采集系統(tǒng)，構(gòu)成焊接過(guò)程結(jié)構(gòu)裂紋模擬聲發(fā)射測(cè)試平臺(tái)，在此基礎(chǔ)上，進(jìn)行了聲發(fā)射信號(hào)采集實(shí)驗(yàn)與特性分析，并應(yīng)用提出的基于諧波分析的多源聲發(fā)射信號(hào)分離方法，對(duì)焊接過(guò)程焊接結(jié)構(gòu)裂紋聲發(fā)射源信號(hào)進(jìn)行了分離與提取，研究的主要內(nèi)容如下：
　?。?）研制橫向拘束應(yīng)力可調(diào)實(shí)驗(yàn)裝置，結(jié)合聲發(fā)射信號(hào)在線采集系統(tǒng)，搭建了焊接過(guò)程裂紋聲發(fā)射信號(hào)測(cè)試平臺(tái)。結(jié)合不同焊接工藝實(shí)驗(yàn)如手工焊接、鋁合金MIG焊等，該平臺(tái)

3、可以模擬不同焊接工藝焊接結(jié)構(gòu)變形、裂紋產(chǎn)生等物理過(guò)程，并同步進(jìn)行多通道聲發(fā)射信號(hào)采集與測(cè)試。
　?。?）提出了基于諧波分析的多源聲發(fā)射信號(hào)分離方法，該方法通過(guò)將信號(hào)片段擬合為AR矩陣，并使用SVD分析方法對(duì)重構(gòu)矩陣進(jìn)行分析確定信號(hào)有效諧波的層數(shù)，然后通過(guò)FFT諧波分離法將有效諧波分離出來(lái)然后進(jìn)行重構(gòu)得到有效信號(hào)，同時(shí)可以獲取信號(hào)諧波幅頻特性。通過(guò)對(duì)模擬、仿真信號(hào)進(jìn)行了分析，驗(yàn)證了該方法能有效實(shí)現(xiàn)多源信號(hào)的有效分離。
　?。?

4、）分別進(jìn)行摩擦激勵(lì)源、焊接電弧沖擊激勵(lì)源、焊接結(jié)構(gòu)裂紋激勵(lì)源聲發(fā)射信號(hào)測(cè)試實(shí)驗(yàn)，并對(duì)采集到的各種激勵(lì)源聲發(fā)射信號(hào)進(jìn)行有效提取與頻譜分析，獲取了相應(yīng)單一激勵(lì)源的聲發(fā)射信號(hào)頻域特性。
　?。?）進(jìn)行手工焊接實(shí)驗(yàn)，并同步采集焊接加熱與焊接冷卻過(guò)程中混合激勵(lì)源聲發(fā)射信號(hào)。根據(jù)不同激勵(lì)源聲發(fā)射信號(hào)頻域特性，應(yīng)用基于諧波分析的多源聲發(fā)射信號(hào)分離方法，分別對(duì)焊接加熱與焊接冷卻過(guò)程試驗(yàn)采集到的聲發(fā)射信號(hào)進(jìn)行分離與提取，有效實(shí)現(xiàn)了焊接結(jié)構(gòu)裂紋聲發(fā)射