以某空分装置超低温液氧泵用机械密封为研究对象,建立了超低温机械密封模拟试验系统,以液氮为试验介质开展模拟试验,研究了吹扫氮气温度和声发射信号的变化规律,在密封启停过程中,密封端面间存在固体撞击,稳定运转过程中无固体撞击,密封端面间处于非接触运转。在启动过程中,超低温机械密封摩擦副间流体动压效应不足以形成完整的润滑膜,存在微凸体接触,声发射信号迅速增大并出现峰值,随着转速的升高密封端面流体动压效应增强,声发射信号逐渐降低,直至密封运行稳定,声发射信号趋于稳定。在停机过程中,随着转速的降低,因流体膜剪切效应降低,声发射信号先出现小幅下降,后因转速继续降低,流体动压效应不足以形成完整的流体膜,声发射信号迅速增大并出现峰值。整个试验过程中吹扫氮气温度在10.7~22.5℃之间,密封设计合理,满足设备现场使...

钢筋混凝土桥梁暴露在恶劣工作环境下常常受到裂纹损伤威胁,及时有效地检测到混泥土梁的微裂纹以及识别梁的损伤状况是保证桥梁安全作业的重要基础。针对目前采用全波形声发射仪采集声信号受到噪声污染而影响探伤精度的问题,提出了基于神经网络的非线性独立分量分析(ICA)与维格纳分布(WVD)的损伤声发射信号特征提取与识别的新方法。通过RBF网络估计混入声信号中的非线性噪声成分,利用ICA算法分离出真实的梁损伤声信号,消除噪声干扰,并应用WVD分析分离信号的时频谱分布,提取信号特征频率处的能量特征作为识别损伤状态的有效参数。三点弯曲加载试验结果表明,非线性ICA能够有效抑制噪声导致的声信号频率漂移,得到信号可靠的关键特征,提高梁裂纹损伤的识别精度,且结果比不进行去噪处理提高了9%。

采用液压支架材料27Si Mn圆棒缺口试件研究其拉伸断裂过程的声发射特性。在不同阶段声发射计数值对应着材料的不同损伤阶段。对材料的断口微观形貌进行分析,证实微孔洞损伤机制。用统计分析方法计算临界孔洞扩张比VGC为2.84。表明液压支架材料的微孔洞损伤演化机制和力学过程同声发射过程一致。

针对常规无损检测方法只能对管道静态缺陷进行检测的问题，该文研究了基于声发射的压力管道动态缺陷检测方法。在实验室条件下，对一条长15m、直径φ100mm的不锈钢管道进行了裂纹检测及定位实验，研究了声发射波通过不同管道特征（如焊缝、法兰、支路、变径）时的衰减情况，以及特殊管道附属结构对缺陷定位的影响。并分别采用定时参数补偿、实测波速补偿和衰减特性补偿等方法对缺陷定位计算结果进行了修正。

根据弹性动力学理论关于弹性波经过变截面杆其位移透射系数增加的原理,设计一系列杆底部为阶梯形或圆锥形接头的新型导波杆,通过实验证明,与普通导波杆相比,其可以起到放大声发射信号而不改变其类型的作用,为后续波形分析提供方便,提高检测精度。实验还证明：导波杆的放大系数与杆的大小面积比值有关,小端面面积一定时,增加大端面面积,将使阶梯杆和圆锥杆放大系数都增加;大小端面面积相同的圆锥杆和锥度大的圆锥杆放大系数大。考虑实际金属,除了弹性外还有粘性和塑性,内部还有杂质和缺陷,会引起能量的衰减和频散效应,建议实际检测中选用大小面积比比值大的,并且锥度大的圆锥形导波杆,同时选择均匀和弹性好的材料,以得到清晰的信号波形。

针对机械密封低速阶段存在信号内源耦合与外部干扰因素的共性问题,提出了信号局部特征尺度分解(local characteristic-scale decomposition,LCD)与小波阈值协同降噪方法。基于局部特征尺度分解结合小波阈值方法与声发射信号降噪的信息映射关系,建立了互相关系数对含噪分量识别机制,将纯净分量和降噪后的含噪分量进行重构,实现信号降噪,并搭建了机械密封声发射测试台,试验结果表明,LCD-新阈值降噪方法降噪效果优于LCD强制降噪和小波阈值降噪,LCD-新阈值降噪的信噪比分别比LCD强制降噪和小波阈值降噪高出20%和23%。从而证明基于局部特征尺度下密封声发射信号协同小波阈值的降噪技术维持了信号的可用性,保障信号故障特征,为进行机械密封全生命周期管理奠定了理论基础。

针对液膜密封状态监测领域无损监测开发不足、信号特征评估困难以及摩擦状态判别智能化特性缺乏的问题,提出一种基于声发射时频分析与卷积神经网络的液膜密封摩擦状态识别方法。该方法将声发射无损监测技术应用于液膜密封的摩擦状态监测,卷积神经网络作为液膜密封摩擦状态自主决策的实现手段,声发射信号的时频信息作为卷积神经网络的特征输入,分析短时傅立叶变换、S变换以及小波变换3种时频分析方法对卷积神经网络识别性能的影响。结果表明:对于液膜密封的声发射信号,3种时频分析方法与卷积神经网络结合的优选顺序为:短时傅立叶变换、S变换、小波变换;基于声发射时频分析与卷积神经网络的液膜密封摩擦状态识别方法准确率较高,相比其他识别方法取得了较好的识别效果。

基于Rtec-MFT3000型多功能摩擦磨损试验机,设计碳钢研磨过程的声发射信号在线检测装置。设置不同的研磨工况,探究碳钢研磨过程中声发射信号特征参数的变化规律,采用线性回归分析建立碳钢去除量和声发射信号振幅均值的数学模型。结果表明：在其他工况不变的情况下,随着研磨压力和旋转速度的增加,声发射信号振铃计数均值和能量均值随之增加,其中旋转速度对声发射信号参数影响更加显著;根据声发射信号振幅值可以实现碳钢去除量的在线检测,在一定的研磨工况范围下,建立的模型可对材料的去除量进行预测。

故障源的实时定位和特性辨识是塔机安全评价及故障预防的关键。试验采用塔机常用材料Q235无缺陷、裂纹及焊接缺陷试件，利用GPS-100高频疲劳试验机和SDAES数字型声发射仪采集在不同裁荷下试样的声发射信号，通过结合信号分析技术得出缺陷试件的故障定位、信号的频谱特征和参数特征分析，总结了Q235常规缺陷试样典型声发射信号的主要特征参数的范围。论文研究工作为声发射技术在塔机危险源的检测研究提供了非常重要的学术价值和指导意义。

针对刀具切削加工过程产生的声发射信号进行噪音滤除,以有效监测刀具磨损情况,提高工件加工质量。研究形态滤波与集合平均经验模态分解(EEMD)的有效组合方法,在时域和频域对信号进行降噪处理。首先采用加权级联形态滤波,滤除声发射信号的尖峰脉冲干扰;进而采用EEMD分解处理后的信号,计算所得本征模态分量(IMF)的相关性以去除虚假分量,达到去噪效果。仿真实例分别对模拟加噪声发射信号和实测刀具声发射信号进行处理,并提取去噪前后信号频率特征进行比较,仿真结果说明了此方法的有效性。