复合材料Lamb波检测中S0单模式信号的提取

Lamb波的频散与多模式现象以及复合材料的各向异性限制了复合材料的应用研究。文章以玻璃纤维增强复合材料层合板为研究对象,利用图形法进行Lamb波频散方程求解,由此绘制频散曲线并分析了频散现象,计算了A0,S0的传播速度。搭建了试验系统,基于HHT变换,提取了信号特征并获取了信号的传播速度。结合A0,S0的速度理论值,实现了对Lamb波S0单模式的提取,由此简化了lamb波的使用,使之可广泛应用于复合材料的损伤检测。     

铝合金板材疲劳损伤的非线性导波检测

针对传统线性超声检测技术无法检测疲劳微损伤的问题,提出了疲劳微裂纹的非线性超声导波检测技术。首先,通过检测信号时频分布与频散曲线的对比分析,确定了铝板中的Lamb波模态,据此优化试验参数,并在板中激发单一模态的兰姆波;其次,通过试验方法判断该模态Lamb波的非线性响应条件,确定该模态在激励微裂纹疲劳损伤上的实用性;第三,提取了非线性超声检测特征参数,分析了各特征参数随疲劳周数的变化关系。结果表明:铝板中的兰姆波频散特性会导致基频幅值波动较大,非线性系数随基波变化无法反映真实的微裂纹非线性响应;二次谐波幅值在疲劳损伤初期随着疲劳周数的增大而增大,可用于评价缺陷的微观损伤。     

一种优化激发电磁超声Lamb波的方法

超声Lamb波的频散特性和多模式特性导致回波信号复杂难于分辨。为了解决该问题,结合电磁超声换能器(EMAT)的主要设计参数和Lamb波的特征方程,推导电磁超声Lamb波的激发方程和激发曲线。通过选取电磁超声Lamb波在激发曲线上的工作点以削弱多模式和频散现象,进而提出了一种优化激发电磁超声Lamb波的方法。采用该方法分析了零模式Lamb波在工程应用中的有效性,并进行了试验验证。     

基于改进HHT的多模式Lamb波信号的时频分析

Hilbert-Huang变换(HHT)是一种新的分析非平稳非线性信号的方法,是用经过带通滤波器组滤波后再进行HHT分析的方法.使用该方法对多模式Lamb波信号进行了分析,能有效分离信号中的各固有模态函数(IMF)分量,消除了噪声干扰.改进HHT变换结果的图线光滑清晰,可解释性好,使用该方法对Lamb波进行分析具有可行性和有效性.     

尿素合成塔内衬316LMod不锈钢薄板背侧缺陷的Lamb波检测

根据Rayleigh-Lamb方程,推导出尿素合成塔内衬316LMod不锈钢薄板相速度和群速度的频散曲线。通过对包含人工缺陷的试块回波信号进行二维傅里叶变换,提取出了背侧裂纹缺陷的主要Lamb波模式,进而确定了Lamb波检测参数。通过对试块的缺陷识别,绘制出了缺陷当量评定图,实现了对背侧裂纹缺陷的Lamb检测的定量评定。最后通过尿素合成塔检测实例验证了该方法的有效性。     

变径管周向导波Lamb波传播特性

对周向导波Lamb波在变径管中的传播特性进行了研究。通过仿真软件WAVE3000选取检测变径管所用探头的楔块角度。针对不同倾斜角度的变径管,分析了周向Lamb波的传播特性,研究了不同激励频率的周向Lamb波在变径管中的传播特性,分析了超声接收信号频散、信噪比等特性,并给出了激励信号的最佳周期数,给变径管周向导波检测提供借鉴。     

缝类缺陷的Lamb波检测

在ST12冷轧板上用线切割加工出不同深度的狭缝来模拟钢板中的缝类缺陷,采用一发一收方式,对缺陷进行Lamb波检测。利用短时傅里叶变换对有无缺陷时采集的时域信号进行了时频分析,有效识别出板中激发的Lamb波模式;将时间中心和频率中心作为数字参量,探讨了缝类缺陷对Lamb波的影响。结果表明,Lamb波信号时间中心的变化与缝类缺陷深度有较好的对应关系。     

钢／橡胶胶接结构中脱粘缺陷的Lamb波定量检测

针对胶接结构中脱粘缺陷的定量检测问题,探讨了一种基于Lamb波幅值的-3dB法。对钢／橡胶结构中圆形脱粘缺陷进行了检测试验。结果表明,Lamb波信号在粘好区幅值较小,在脱粘区幅值较大。采用-3dB法可以较好地对试样中的脱粘缺陷进行定量和定位。     

电磁导波检测信号瞬时特征提取研究

针对电磁导波检测信号的缺陷识别问题,首先对信号进行离散小波包分解,提取出变化明显的子频带小波包系数进行重构,然后分析该重构信号瞬时相位和幅值的特征信息,通过对比不同缺陷情况下瞬时相位和幅值的变化趋势,得到缺陷特征,完成缺陷识别.     

基于压缩感知的Lamb波信号成分分离

损伤检测中常用的超声导波为Lamb波,其传播距离长,灵敏度高,但多模态及频散效应降低了其在时间和空间上的分辨率。提出了一种基于压缩感知的Lamb波成像处理方法,该方法需要构造精确的字典来匹配损伤反射Lamb波信号。利用MATLAB软件模拟得到不同行进距离的单模态信号,通过该信号来建立单模态字典;采用压缩感知得到系数矩阵,选择出单模态字典中最匹配损伤反射信号的原子,并用其表征原始信号以完成模态分离。建立了非频散字典,最终得到单模态、非频散的信号。     

Lamb波在薄铝板无损评价中的模态识别与应用

在厚度为0．7mm的铝板上制作直径为Ф0．6～1．8mm的通孔,以模拟薄铝板中的孔洞类缺陷。利用Matlab软件绘制了Lamb波的频散曲线和质点位移一幅度曲线。根据频散曲线和质点位移一幅度曲线,选择S0模态的Lamb波。试验结果表明,S0模态Lamb波的信号峰值与缺陷大小具有良好的对应关系。     

基于Lamb波的复合材料PCB基板缺陷检测仿真

针对复合材料PCB(Printed Circuit Board)基板缺陷的检测,研究了Lamb波在多层复合板中的传播问题。利用有限元软件对Lamb波在复合板中的传播进行研究,并通过对复合板中缺陷的大小和尺寸对Lamb波的影响分别进行了仿真,得到相应的波形曲线。根据Lamb在板中的传播规律和传播特点,检测板中缺陷的存在。通过对波形模态的分析得到,缺陷越大,反射的回波的幅值越大;缺陷离激发点的距离越远,反射的回波幅值会越大。结果表明利用Lamb波检测复合材料PCB基板中缺陷具有一定的效果。     

压力容器板材中氢致开裂缺陷超声Lamb波的仿真研究

采用Wave2000数值计算软件对一块16mm厚人工试板中模拟氢致开裂缺陷进行超声Lamb波仿真模拟。结果表明采用Lamb波检测压力容器板材内部氢致开裂缺陷是可行的,同时给出了最优检测参数,为实际检测提供Lamb波模式、频率、入射角度等重要参数选择参考。     

压力容器板材中氢鼓泡缺陷的超声Lamb波检测

采用WAVE 2000数值计算软件对一16mm厚人工模拟试板的内壁鼓包缺陷进行超声Lamb波仿真模拟,模拟结果表明,采用Lamb波从外壁对压力容器板材内壁氢鼓泡检测是可行的;同时,给出了最优检测参数,为实际检测提供了Lamb波模式、频率、入射角度等参数的选择参考。根据仿真结果,采用最优检测参数对人工模拟试板进行Lamb波的实际检测试验,结果表明:该方法检测效果良好,不仅能够检出缺陷,而且缺陷定位精度也较高。     

基于超声导波的舰船流体管道无损检测技术可行性研究

分析了导波在流体管道中的传播特性,计算得到了充水管道中导波频散曲线。实验研究了磁致伸缩导波在流体管道缺陷检测中应用的可行性,选择频散效应小的频率对流体管道进行了缺陷检测实验,可从检测信号中准确分析出缺陷信息。     

快速路径优化引导ACMD的变转速轴承故障诊断北大核心

针对变转速工况下滚动轴承故障特征识别困难的问题,提出了一种快速路径优化算法(FPO)引导自适应线性调频模态分解(ACMD)的变转速轴承故障诊断方法。首先,对轴承故障信号进行希尔伯特变换解调提取隐藏在高频信号中的故障信息;其次,采用FPO算法从信号的时频分布中对信号分量的瞬时频率进行初始估计;将预估的各分量初始频率作为ACMD的初始参数对原始包络信号进行分解;最后,根据分解得到各个信号分量的瞬时频率和瞬时幅值等信息构建出高分辨率的时频表示。通过分析实测信号表明,所述方法能够展示出各个信号分量的幅值和频率变化趋势,剔除了无关成分的干扰,清晰地演示变转速工况下轴承故障信号的时变特征。     

基于声发射信号频谱分析的焊接夹渣试件特征参数分析

为避免钢铁构件由于焊接夹渣缺陷造成的危害,针对焊接夹渣试件,采用试验模拟其在受载作用下的变形断裂过程并收集其声发射信号,对信号进行频谱分析提取特征参数的分布范围。通过比较标准试件和焊接夹渣试件的特征参数,得到局域谱1、局域谱3、频率质心、平均频率、峰值频率这些特征参数,可用来判别标准试件和焊接夹渣试件。这为利用声发射技术对焊缝中的夹渣检测提供了判断依据。     

基于小波去噪与HHT变换的轴承故障特征信号提取方法研究

针对轴承故障诊断问题,提出一种融合小波去噪与HHT变换的故障特征信号提取方法。对圆柱滚子轴承的内圈故障和滚子故障进行了跑合检测试验。对采集的时域信号通过小波去噪方法进行去噪处理;采用HHT变换进行时频分析,得到一系列的本征模态函数分量;根据分析的试验结果判定轴承故障情况。试验结果表明:内圈故障和滚子故障轴承的特征信号提取值与理论计算值基本一致。     

关于用Lamb波的反射对层状复合材料进行无损检测的研究

近年来，Lamb波被越来越多地用来对大面积的层状复合材料进行无损评估。本文借鉴以往经验，介绍用Lamb波的零阶对称模式（S0模式）的反射，来研究它对层状复合材料缺陷的反应，通过对一系列信号的辨别和分析，得出一种用Lamb波进行无损检测的有效方法。     

基于波结构的Lamb波单一模态激励仿真

在中长距Lamb波检测中,研究单一模态与缺陷的作用极为重要。利用有限元分析软件ANSYS的APDI。进行模块程序设计,按模态波结构的方式在有限元模型上进行位移加栽,得到了单一的S0和A0模态,证明了这种加载方式的正确性和可靠性;对比分析了按激励信号带宽范围内复合频率合成波结构加载和按中心频率点波结构加载得到的波形。结果表明,在波结构变化不大的频段内,通常在频厚积〈2MHz·mm范围内,可以用中心频率点的波结构来代替带宽范围内合成的波结构进行加载。