聲發(fā)射信號(hào)處理及源定位方法研究.pdf

1、聲發(fā)射(Acoustic Emission，AE)是無損檢測(cè)和評(píng)估中的一種重要方法，可廣泛應(yīng)用在石油化工、航天航空、材料實(shí)驗(yàn)和交通運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域。大型工業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施的運(yùn)行安全性和可靠性是當(dāng)前研究的熱點(diǎn)問題，如果不能對(duì)其在服役過程中的性能和壽命給予有效的檢測(cè)和評(píng)估，就很難避免災(zāi)難性事故的發(fā)生。本文針對(duì)聲發(fā)射檢測(cè)過程中的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了研究，主要包括以下幾個(gè)方面的工作:
　　(1)從聲發(fā)射信號(hào)的共性出發(fā)，分析聲發(fā)射信號(hào)的傳播、衰減和散射模型，

2、以及噪聲對(duì)特征參數(shù)分形維的影響。基于快速獨(dú)立分量分析算法(FastICA)降噪理論，對(duì)比分析4種不同判據(jù)的FastICA模型對(duì)降噪結(jié)果的影響。與其它降噪算法比較，結(jié)果表明FastICA降噪效果更好，并將FastICA降噪后的聲發(fā)射特征參數(shù)和原信號(hào)的特征參數(shù)進(jìn)行比對(duì)，進(jìn)一步驗(yàn)證FastICA算法在聲發(fā)射信號(hào)降噪中的可行性和有效性。
　　(2)針對(duì)聲發(fā)射檢測(cè)過程中事件判定不準(zhǔn)的問題，本文采用基于聚類分析的聲發(fā)射信號(hào)處理方法，提高了聲發(fā)

3、射事件提取準(zhǔn)確率。根據(jù)聲發(fā)射定位要求，研究三角定位算法和超定定位算法，并根據(jù)算法不同特點(diǎn)采用牛頓迭代法和信賴域法對(duì)定位方程進(jìn)行求解。通過蒙特卡洛模擬實(shí)驗(yàn)對(duì)比研究?jī)煞N算法在理想和非理想情況下的計(jì)算性能和定位性能，并分析速度誤差和時(shí)間誤差對(duì)兩種算法的影響。通過斷鉛實(shí)驗(yàn)比較了AEWin、三角定位和超定定位的定位結(jié)果，分析結(jié)果表明，基于超定定位算法具有更高的定位精度和更好的算法穩(wěn)定性。
　　(3)設(shè)計(jì)完整和Ⅴ型槽兩種Q235B板材試樣的彎

4、曲實(shí)驗(yàn)，采用時(shí)頻歷程和相關(guān)分析對(duì)損傷過程中的聲發(fā)射信號(hào)特征參數(shù)進(jìn)行分析。通過機(jī)理分析得出，當(dāng)材料存在損傷時(shí)AE信號(hào)的活性會(huì)增強(qiáng)的更迅速，更易達(dá)到屈服點(diǎn)，并且會(huì)伴隨新的特征頻率出現(xiàn);AE特征參數(shù)之間的相關(guān)關(guān)系只對(duì)聲發(fā)射源敏感，而與產(chǎn)生該信號(hào)的結(jié)構(gòu)損傷形式無關(guān)?；贏R模型對(duì)Q235材料拉伸過程中的聲發(fā)射信號(hào)進(jìn)行特征提取，將AR模型參數(shù)作為BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入，實(shí)現(xiàn)了試樣在不同損傷階段的識(shí)別。通過與其它方法進(jìn)行對(duì)比分析，發(fā)現(xiàn)基于AR和BP神經(jīng)