起重机械用Q235B板材及箱型构件声发射信号特征研究

发布时间：2017-04-10 13:11

  本文关键词：起重机械用Q235B板材及箱型构件声发射信号特征研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：起重机械作为一种大型特种设备,广泛应用于生产作业中。起重机械的安全备受关注,对于起重机械的定期安全检测尤为重要。目前,用于起重机械的安全检测技术主要为常规无损检测,需要停机检测,减缓了生产效率。声发射技术作为一种在线监测技术,可以实时监测被检设备的运行情况,这一特点弥补了常规无损检测技术检测起重机械存在的问题。然而,我国应用声发射技术对起重机械监测还处于研究阶段,本论文对起重机械常用Q235B板材及箱型构件的破坏过程进行了声发射监测,获取了破坏过程的声发射信号特征,研究了缺陷类型、尺寸与声发射信号特征的关系。(1)在板材拉伸过程中,声发射能量信号在屈服阶段均有较高能量产生。当缺陷长度变化时,随着缺陷长度的增加,幅值总数降低,持续时间短、幅值较低的信号占总幅值比例升高;当缺陷深度变化时,幅值信号可分为A和B两类信号,随着缺陷深度的增加,幅值超过70dB的信号数量占总信号数量的总比例变大;当缺陷孔径变化时,随着孔径的增加,40~60dB间的信号持续时间逐渐缩短,60dB以上的幅值信号持续时间逐渐延长。(2)在板材弯曲过程的中,当缺陷长度变化时,塑性变形阶段幅值信号只出现单一集中区域,该区域由两个高能量信号划分;当缺陷孔径变化时,随着缺陷长度的增加,塑性变形阶段出现多个幅值信号集中区域转变为单一幅值信号集中区域的现象,在该区域内有高能量信号产生。(3)在箱型构件弯曲过程中,当缺陷长度变化时,在最大载荷处出现高能量信号与高幅值信号;当缺陷深度变化时,各试件在塑性变形中产生幅值信号集中现象,信号集中区域内出现高能量信号,随着缺陷深度的增加,该区域出现的时间有所提前。(4)通过对带不同类型缺陷的板材拉伸过程中缺陷扩展的声发射信号进行小波分析,结果表明:经小波分解后的声发射能量主要集中在D4和D3层,频率主要出现在100kHz~450kHz范围内。当缺陷长度变化时,峰值频率主要出现在170kHz附近;当缺陷深度变化时,峰值频率主要出现在140kHz附近;当缺陷孔径变化时,峰值频率主要出现在130kHz附近。
【关键词】：起重机械 Q235B板材及箱型构件 声发射监测 参数分析 小波分析
【学位授予单位】：河北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH21;TG115.28
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 绪论11-21
• 1.1 研究背景及研究意义11-12
• 1.2 声发射技术简介12-15
• 1.2.1 声发射技术基本原理12
• 1.2.2 金属材料中的主要声发射源12-13
• 1.2.3 声发射信号的常用处理方法13-15
• 1.3 研究现状15-18
• 1.4 课题技术路线及创新点18-21
• 1.4.1 课题技术路线18-19
• 1.4.2 创新点19-21
• 第2章 Q235B板材及箱型构件破坏过程的声发射监测21-27
• 2.1 试验设备21
• 2.2 试验试件的制备与试验方案21-27
• 2.2.1 试件的制备21-23
• 2.2.2 试验方案23-27
• 第3章 Q235B板材拉伸过程声发射信号特征研究27-39
• 3.1 板材条形缺陷长度变化声发射信号分析27-30
• 3.1.1 拉伸过程中声发射能量信号分析27-28
• 3.1.2 拉伸过程中声发射幅值/持续时间信号分析28-30
• 3.2 板材条形缺陷深度变化声发射信号分析30-33
• 3.2.1 拉伸过程中声发射能量信号分析30-31
• 3.2.2 拉伸过程中声发射幅值/持续时间信号分析31-33
• 3.3 板材孔型缺陷孔径变化声发射信号分析33-36
• 3.3.1 拉伸过程中声发射能量信号分析33-35
• 3.3.2 拉伸过程中声发射幅值/持续时间信号分析35-36
• 3.4 带有不同缺陷板材拉伸过程声发射信号比对36-37
• 3.5 本章小结37-39
• 第4章 Q235B板材弯曲过程声发射信号特征研究39-47
• 4.1 板材条形缺陷长度变化声发射信号分析39-42
• 4.1.1 弯曲过程中声发射能量信号分析39-40
• 4.1.2 弯曲过程中声发射幅值信号分析40-42
• 4.2 板材孔型缺陷孔径变化声发射信号分析42-45
• 4.2.1 弯曲过程中声发射能量信号分析42-43
• 4.2.2 弯曲过程中声发射能量信号分析43-45
• 4.3 板材不同缺陷的弯曲过程声发射信号比对45
• 4.4 本章小结45-47
• 第5章 Q235B箱型构件弯曲过程声发射信号特征研究47-53
• 5.1 箱型构件条形缺陷长度变化声发射信号分析47-49
• 5.1.1 弯曲过程中声发射幅值信号分析47-48
• 5.1.2 弯曲过程中声发射能量信号分析48-49
• 5.2 箱型构件条形缺陷深度变化声发射信号分析49-52
• 5.2.1 弯曲过程中声发射幅值信号分析49-50
• 5.2.2 弯曲过程中声发射能量信号分析50-52
• 5.3 箱型构件不同缺陷的弯曲过程中声发射信号比对52
• 5.4 本章小结52-53
• 第6章 基于小波变换的声发射典型信号分析53-69
• 6.1 小波变换基本理论53-54
• 6.1.1 小波基的定义53
• 6.1.2 小波变换的定义53-54
• 6.2 小波分解与重构54-55
• 6.2.1 小波分解过程54-55
• 6.2.2 小波重构过程55
• 6.3 小波基的选取55
• 6.4 带不同缺陷的板材拉伸过程声发射信号小波分析55-67
• 6.4.1 带不同长度缺陷的板材拉伸过程声发射信号小波分析55-59
• 6.4.2 带不同深度缺陷的板材拉伸过程声发射信号小波分析59-63
• 6.4.3 带不同孔径缺陷的板材拉伸过程声发射信号小波分析63-67
• 6.5 本章小结67-69
• 第7章 总结与展望69-71
• 7.1 总结69-70
• 7.2 展望70-71
• 参考文献71-75
• 致谢75-76
• 攻读硕士学位期间发表的论文76

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