声发射检测技术在齿轮故障诊断中的研究与应用现状

归纳了常见的齿轮故障类型,介绍了声发射技术的齿轮检测和监测原理,综述了声发射技术在齿轮故障检测中的研究与应用,包括机理研究、运行条件对声发射信号的影响以及声发射信号处理技术,着重分析了各种信号处理方法在齿轮箱故障诊断中的研究情况,并指出了声发射技术在齿轮故障诊断研究中的潜在问题和下一步研究方向,以为同行提供参考。     

基于参数分析的滚动轴承故障声发射特征提取

滚动轴承是旋转机械结构中的重要构件,其一旦发生故障会造成极大的危险。根据滚动轴承的结构特点,制定了相应的声发射检测方案,并对不同故障的滚动轴承进行检测。通过声发射的参数特征,用单参分析法、经历图分析法、分布图分析法、相关图分析法等,对不同工况的轴承故障进行分析比较。结果表明,声发射检测技术可以用于滚动轴承的故障诊断和特征提取。     

基于声发射信号的转子碰摩故障诊断方法

利用声发射信号的高频特性采集转子碰摩故障信息，采用小波分析技术把所得声发射信号分解在不同频带，对信号进行重构，从而消除背景噪声，并用小波包络谱分析方法识别故障信息。分析结果证明，基于声发射信号的小波包络分析可以检测出微弱的转子碰摩故障，是一种有效的早期故障诊断方法。     

基于多指标优化TQWT和TEO的轴承声发射故障诊断

针对滚动轴承早期故障声发射信号存在信噪比低、调制成分复杂导致故障特征难以识别的问题,提出一种利用多特征指标优化的可调Q因子小波变换(TQWT)和Teager能量算子(TEO)结合的故障诊断方法。以峭度-波形信息熵指标对TQWT参数(主要是品质因子Q)进行自适应选择,分解得到一系列子频带;然后,结合峭度、峰度、稀疏值组成融合指标对子频带进行筛选,对选出的子频带降噪后重构信号;最后求得重构信号Teager能量算子解调谱,通过对解调谱分析得到轴承故障特征信息。仿真和实验数据表明：该方法能在低转速强噪声背景下提取出轴承故障声发射信号中的冲击特征并进行故障诊断。     

基于声发射技术的接触疲劳失效检测应用与研究

接触疲劳是齿轮、轴承等长期承受交变载荷的重要旋转零部件的主要失效形式。采用声发射技术对接触疲劳失效过程进行监测,对损伤程度进行检测以及揭示接触疲劳失效机理具有重要的意义。随着声发射技术不断发展及先进声发射信号处理技术的出现,其在接触疲劳失效检测中的研究也越来越深入。文章回顾了声发射技术的发展现状,综述了声发射技术应用于块体零件和涂层零件的接触疲劳失效检测的研究进展与存在的问题,探讨了进一步研究的方向和解决问题的思路。     

基于CEEMD能量熵与SVM的低速轴承故障声发射诊断

针对低速轴承故障诊断难的问题,将互补总体平均经验模态分解(CEEMD)能量熵与支持向量机相结合对低速轴承故障进行了声发射诊断。采集不同缺陷状态的轴承声发射信号进行CEEMD分解,得到自适应的本征模态分量(IMF);结合IMF分量的方差贡献率和互相关系数对虚假分量进行剔除,筛选出有效IMF分量。对提取的有效IMF分量计算能量熵,作为不同故障轴承的特征向量。将该特征向量输入到支持向量机(SVM),对不同故障的低速轴承进行分类识别。试验结果表明,通过方差贡献率和互相关系数能够筛选出含主要故障信息的IMF分量,同时验证了SVM相比BP神经网络对低速轴承不同故障类型的识别效果更好。     

基于声发射的滚动轴承故障诊断方法

为诊断低速滚动轴承故障,克服传统振动法诊断时故障信号极其微弱的缺陷。在实验室条件下对各类故障模式滚动轴承进行声信号采集,并对故障轴承声信号进行参量分析和波形分析的基础上,利用撞击数和神经网络技术对滚动轴承进行了故障诊断,提高了低速滚动轴承故障诊断的有效性和准确性。     

基于声发射和神经网络的数控机床刀具故障诊断

分析了数控刀具的切削状态,介绍了声发射检测系统和神经网络技术,对刀具切削状态信息声发射检测的可行性和神经网络技术智能诊断方法进行了分析,并通过数控机床刀具故障诊断实例,验证了通过声发射提取刀具切削状态方法的有效性和通过神经网络智能诊断技术检测刀具切削状态方法的正确性。     

滚动轴承故障的声发射检测技术

介绍声发射信号技术的机理,研究用声发射检测滚动轴承故障的方法。把声发射信号与振动信号作对比,通过高通滤波后再进行包络解调,结果表明声发射信号可以较早地诊断出故障,抗干扰性好。而且经过信号处理之后,声发射信号分析的频率比较单纯,能够很简单地判断出故障部位。     

基于声发射的滚动轴承损伤振动机理研究

论述了声发射技术应用于滚动轴承状态监测和故障诊断的方法.对各典型状态滚动轴承在不同转速和载荷下的声发射信号进行了振动分析,研究了滚动轴承的损伤振动随转速和栽荷的变化规律.定义了基于振动分析的声发射信号特征参数,研究了各特征参数随转速、载荷和损伤类型的变化规律.研究结果为滚动轴承的安全运行、状态监测和故障诊断提供了一种新的方法.     

压力容器无损检测--声发射检测技术

声发射技术是20世纪60年代开始,目前逐步成熟的一种无损检测方法,已被广泛应用在压力容器检测和结构的完整性评价方面。文中简要介绍了国内外压力容器声发射检测的发展史和现状。给出了压力容器用钢的声发射特性和压力容器声发射检测方法,综合分析了国内外压力容器声发射检测的标准、仪器和应用进展。最后指出了压力容器声发射检测的发展方向,即在线监测、声发射信号的模式识别和人工神经网络模式识别分析。     

氧气球罐缺陷的声发射和磁记忆在线综合检测

采用声发射、磁记忆检测技术与常规无损检测技术相结合的方法对400m^3氧气球罐进行在线检验,得到了400m^3氧气球罐典型案例的检测方案和检测数据。结果表明,采用声发射、磁记忆检测、联合超声和磁粉检测可以实现氧气罐的在线检测,磁记忆榆测技术可以检测到内部非超标缺陷影响形成的应力集中,声发射技术评价缺陷的活性,常规超声检测可能存在表面缺陷漏检的情况,声发射、磁记忆检测弥补了常规无损检测方法的不足。容器加压声发射检测中不活动缺陷和活动缺陷的磁记忆信号有明显差异。     

螺旋肋钢丝与混凝土粘结滑移的声发射检测

声发射技术作为一种新型动态无损检测方法,可动态检测在役钢筋混凝土结构的粘结滑移性能。对螺旋肋钢丝与混凝土拔出试件进行拔出试验,利用声发射技术对其拔出过程中的声发射特征信号进行处理与分析,得出这两种材料粘结滑移的声发射特征;通过三维时差定位方法对拔出过程的声发射源进行定位,由定位结果可知,声发射源点主要分布在粘结滑移界面,证明与实际受力结果吻合;最后结合试验数据,建立了粘结破坏过程的受力状态与声发射能量参数间的对应关系。     

基于马尔可夫模型的滚动轴承声发射故障诊断研究

滚动轴承是转动机械的主要零部件,容易发生各种故障,这些故障会带来一系列安全隐患,并造成一定的经济损失。因此工业生产中滚动轴承故障诊断研究非常重要,具有巨大的用途。以滚动轴承为研究对象,建立滚动轴承声发射实验平台,采集不同缺陷、不同转速滚动轴承声发射信号,根据HMM理论和算法对声发射信号进行数据处理。首先应用MATLAB软件提取数据,进行分帧处理,进而提取特征向量,得出似然概率。将不同缺陷滚动轴承似然概率进行数据拟合,得到似然概率和转速拟合公式。对二种转速不同、已知缺陷滚动轴承声发射信号进行测试,并对某种缺陷滚动轴承声发射信号进行诊断。结果表明,HMM可以有效地对滚动轴承故障进行诊断。     

基于时序灰度图和分组ResNet的回转支承故障诊断北大核心

为解决大型回转支承转速低、背景噪声大、常规的声发射诊断方法难以适用的问题,提出一种基于灰度图和ResNet模型相结合的声发射信号处理方法。将声发射信号编码为二维灰度图像,并通过ResNet模型识别声发射信号编码得到的灰度图,通过训练模型实现对大型回转支承的故障诊断。对某型号大型回转支承进行试验,结果表明:以时序二维化后的灰度图作为故障诊断依据,可以显著提高回转支承的故障诊断准确率;相比于传统方法,所提方法泛化性能和鲁棒性能更好,可以很好地应用在实际工况中的大型回转支承故障诊断。     

On-line prediction of quality and shear strength of spacer pad welds of nuclear fuel pins by applying neural network analysis of acoustic emission signals

Abstract

In the present study, the development of an acoustic emission technique (AET) based methodology is reported for online prediction of quality and shear strength of spacer pad welds of nuclear fuel pins of pressurised heavy water reactors (PHWRs). The quality evaluation of spacer pad welds was made by classification of different weld categories using cluster analysis and artificial neural network (ANN) study of acoustic emission signals generated during welding. The ANN approach was also effective in arriving at the quantitative estimation of percentage correct classification between any two classes. For assessment of shear strength of individual coins of spacer pad welds by ANN, the properties of basic sigmoidal function were exploited and this could predict the strength of each coin with an accuracy of 97%. The results assume significance because instrumentation methodology is suitable for online application and complement the currently followed statistical quality control approaches for spacer pad weld assessment.     

Observations of acoustic emission activity during gear defect diagnosis

It is widely recognised that acoustic emission (AE) is gaining ground as a non-destructive technique (NDT) for health diagnosis on rotating machinery. The source of AE is attributed to the release of stored elastic energy that manifests itself in the form of elastic waves that propagate in all directions on the surface of a material. These detectable AE waves can provide useful information about the health condition of a machine. This paper reports on part of an ongoing experimental investigation on the application of AE for gear defect diagnosis. Furthermore, the possibility of monitoring gear defects from the bearing casing is examined. It is concluded that AE offers a complimentary tool for health monitoring of gears.     

Electron beam melting of bearing materials

This paper reports on a surface treatment method for the bearing materials AlSn6 which permits the use of this material without the overlay usually required. Microstructural refinement is achieved by means of a surface melting technique using an electron beam with successive rapid solidification. Extremely fine tin precipitates are formed in the melted surface layer which lead to significantly better tribological properties of the bearing material. Tests compared the tribological properties for AlSn6 bearings treated by the surface melting technique with those of untreated bearings. Whereas all untreated bearings failed by seizure after only 2 h of testing, 30% of the tested bearings which had been surface melted survived the entire testing program without damage.     

管道声发射泄漏检测技术研究进展

声发射检测的目的是获得声发射源的有关信息(如声发射源的特征和位置等)。管道泄漏声发射信号既携带结构的某些特征信息(泄漏孔大小和位置等)，同时又有很大的随机性和不确定性，属于一种非平稳随机信号。在分析管道泄漏声发射信号特点基础上，着重对管道声发射泄漏检测技术及信号处理方法的最新研究进展进行了回顾。模态声发射能够解决常规声发射技术发展中的问题，是一种潜在的能够实现管道泄漏定量检测的方法。