工程陶瓷磨削声发射信号分析
发布时间：2020-08-07 11:20
【摘要】：目前工程陶瓷的机械加工方式主要为磨削加工,但是工程陶瓷磨削加工效率和加工质量仍有待提高,而且加工成本居高不下,在很大程度上限制了工程陶瓷的应用。为了改进工程陶瓷的磨削加工技术,实时在线监测磨削过程已经成为重要研究方向。距离声发射技术初次引入磨削领域,至今已有30余年,磨削声发射监测研究取得了诸多成果,极大地推动了磨削加工的高速化、精密化和自动化,基于声发射技术的磨削智能监测系统也成为了磨削领域发展的必然趋势。本文首先简单介绍了工程陶瓷的特性,分析了成型方式与晶体结构对材料性能的影响。介绍了工程陶瓷一般磨削加工的特点,以及三种磨削新工艺的优势。说明了磨削加工过程中声发射检测技术的应用研究以及相关进展。本文概述了声发射的基础理论,包括声发射的基本概念、检测原理以及分析方法,搭建了声发射监测工程陶瓷磨削的实验平台,实验对象主要为部分稳定氧化锆陶瓷和氧化铝陶瓷,并制定了实验方案。本文讨论了工程陶瓷磨削过程中磨削力、磨削温度的影响因素。然后以工程陶瓷磨削声发射信号的分析为基础,讨论了磨削深度和工件速度对工程陶瓷磨削声发射信号的影响。结合磨削力和磨削温度的经验值与声发射信号分析结果,建立了声发射有效值与磨削力、声发射有效值与磨削温度的数学模型,并进一步探讨了工程陶瓷磨削力、磨削温度与声发射之间的关系。运用波形特征参数关联分析法、频谱分析法、小波包分析法,详细分析了工程陶瓷声发射信号的频率特征和能量分布。最后以小波包能谱系数作为输入特征,采用遗传算法优化的支持向量机建立工程陶瓷的分类模型,识别准确率可达100%。
【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TQ174.6
【图文】：
其他大部分转变为新界面的表面能、晶格应变能和热能。逡逑２．１．２声发射的检测原理逡逑声发射检测原理如图２．１所示，由声发射源释放的弹性波传播到材料表面，逡逑引起的表面位移被声发射传感器检测到并转换为电信号，经过放大器放大后再被逡逑采集、处理和记录，然后根据显示出的声发射信号进行分析，可以定位声发射源，逡逑判断声发射源的强度，推断声发射源的变化，确定声发射在材料内部的产生机制。逡逑￣＞１邋放大路邋１￣＾系ｆ逡逑图２．１声发射检测原理逡逑２．２声发射信号的分析方法逡逑声发射信号的处理方法分为两种，即波形特征参数分析和波形分祈。前者足逡逑直接测量声发射信号的波形特征参数，然后分析和处理这件波形特征参数以挖搁逡逑声发射源的信息。这种分析方法原理简单，响应迅速，应用于实时检测屮具有很逡逑７逡逑
２．２．１波形特征参数分析逡逑常用的声发射信号波形特征参数有撞击（事件）计数、振铃计数、能量、幅逡逑度、持续时间和上升时间等，其定义如图２．２所示。声发射信号波形特征参数常逡逑用的分析方法如表２．１所示。逡逑上向间逦能量逡逑逦逦持续时间逦，逡逑图２．２声发射信号基本的波形特征参数逡逑表２．１声发射信号波形特征参数的分析方法逡逑分析方法逦特点及用途逦逡逑列表显示分析法逦通过列表显示直接观察数据，常用于精确分析声发射源的强度逡逑利用数学统计方法分析单个波形特征参数，包括计数分析法、能量逡逑单参数分析法逡逑分析法和幅度分析法等逡逑直接观察声发射信号波形特征参数随时间或外变量变化的情况，可逡逑参数经历分析法逡逑以用于分析声发射源的活动情况和发展趋势逡逑一般以计数为纵轴，某一波形特征参数为横轴作分布图，从而分辨逡逑参数分布分析法逡逑声发射源的特征，鉴别声发射源的类型逡逑以任意两个波形特征参数作关联图，可以分辨声发射源的特征，鉴逡逑关联分析法逡逑别声发射源的类型逡逑
工程陶瓷磨削声发射信号分析和图２．４所示，信号经过小波分析会分解成为低频和高频中，继续分解上一层的低频部分，但是保留上一层的高频深层次的分解，而小波包分析则是在下一层分解中，对低解。因此，与小波分析相比，小波包分析更加精细。逡逑床与砂轮逡逑磨削实验在一台ＭＧＫ７１２０ｘ６／Ｆ平面磨床上进行，如图２．５板移动式，工作台纵向运动由齿轮油泵驱动，磨头轴承采轴承。此外，机床采用了完善的消除机床热变形措施。机台面积（宽ｘ长）为２００ｍｍｘ６３０ｍｍ，工作台纵向移动速ｉｎ，砂轮轴的转速固定为３０００ｒｐｍ，电机总功率为７ｋＷ，。逡逑
【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TQ174.6
【图文】：
其他大部分转变为新界面的表面能、晶格应变能和热能。逡逑２．１．２声发射的检测原理逡逑声发射检测原理如图２．１所示，由声发射源释放的弹性波传播到材料表面，逡逑引起的表面位移被声发射传感器检测到并转换为电信号，经过放大器放大后再被逡逑采集、处理和记录，然后根据显示出的声发射信号进行分析，可以定位声发射源，逡逑判断声发射源的强度，推断声发射源的变化，确定声发射在材料内部的产生机制。逡逑￣＞１邋放大路邋１￣＾系ｆ逡逑图２．１声发射检测原理逡逑２．２声发射信号的分析方法逡逑声发射信号的处理方法分为两种，即波形特征参数分析和波形分祈。前者足逡逑直接测量声发射信号的波形特征参数，然后分析和处理这件波形特征参数以挖搁逡逑声发射源的信息。这种分析方法原理简单，响应迅速，应用于实时检测屮具有很逡逑７逡逑
２．２．１波形特征参数分析逡逑常用的声发射信号波形特征参数有撞击（事件）计数、振铃计数、能量、幅逡逑度、持续时间和上升时间等，其定义如图２．２所示。声发射信号波形特征参数常逡逑用的分析方法如表２．１所示。逡逑上向间逦能量逡逑逦逦持续时间逦，逡逑图２．２声发射信号基本的波形特征参数逡逑表２．１声发射信号波形特征参数的分析方法逡逑分析方法逦特点及用途逦逡逑列表显示分析法逦通过列表显示直接观察数据，常用于精确分析声发射源的强度逡逑利用数学统计方法分析单个波形特征参数，包括计数分析法、能量逡逑单参数分析法逡逑分析法和幅度分析法等逡逑直接观察声发射信号波形特征参数随时间或外变量变化的情况，可逡逑参数经历分析法逡逑以用于分析声发射源的活动情况和发展趋势逡逑一般以计数为纵轴，某一波形特征参数为横轴作分布图，从而分辨逡逑参数分布分析法逡逑声发射源的特征，鉴别声发射源的类型逡逑以任意两个波形特征参数作关联图，可以分辨声发射源的特征，鉴逡逑关联分析法逡逑别声发射源的类型逡逑
工程陶瓷磨削声发射信号分析和图２．４所示，信号经过小波分析会分解成为低频和高频中，继续分解上一层的低频部分，但是保留上一层的高频深层次的分解，而小波包分析则是在下一层分解中，对低解。因此，与小波分析相比，小波包分析更加精细。逡逑床与砂轮逡逑磨削实验在一台ＭＧＫ７１２０ｘ６／Ｆ平面磨床上进行，如图２．５板移动式，工作台纵向运动由齿轮油泵驱动，磨头轴承采轴承。此外，机床采用了完善的消除机床热变形措施。机台面积（宽ｘ长）为２００ｍｍｘ６３０ｍｍ，工作台纵向移动速ｉｎ，砂轮轴的转速固定为３０００ｒｐｍ，电机总功率为７ｋＷ，。逡逑
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前6条
1 黄宇婷;曲晓海;;工程陶瓷加工技术的应用与发展研究[J];北京工业职业技术学院学报;2012年04期
2 许勇军;何邦贵;;基于AE的砂轮智能修整技术研究[J];微计算机信息;2012年04期
3 王金莲;刘丽凤;张峰;;浅谈声发射检测诊断技术[J];内蒙古石油化工;2011年18期
4 迟玉伦;李郝林;;基于声发射监测的金刚石砂轮修整技术研究[J];制造技术与机床;2010年09期
5 盛炜佳;赵R筒
本文编号：2783921
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/huaxuehuagong/2783921.html
