【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种形变损伤状态的分析方法,更特别地说,是指一种采用声发射技 术以及双谱分析法,对港口大型机械设备中在役16锰钢(16Mn钢)承力件焊接处结构的形 变损伤状态进行表征及定量评估的系统。
技术介绍
港口大型机械设备中的岸边设备如装船机、卸船机、抓斗机等,常应用16Mn钢作 为关键承力件。16Mn钢是结合我国资源情况(锰是我国富产元素)发展起来的一种低合 金钢,已被广泛使用。16Mn钢承力件在服役一定的时间后,时常会发生一些失效事故,而焊 接部位的损伤是造成其失效的主要原因。16Mn钢承力件中的焊接结构由于其组织,性能的 不均匀性以及焊接应力,焊接缺陷的存在,成为最容易产生损伤的薄弱部位。因此岸边设备 在使用一段时间后,主要承力件的16Mn钢焊接结构的损伤状态对整个岸边设备的使用寿 命将造成重要影响,为此要对其形变损伤状态进行表征并作出定量评估,及时、正确地评价 16Mn钢承力件的形变损伤等级,为其安全运行及寿命预测提供依据。 声发射技术(Acoustic Emission Technique)因具有动态、实时检测等优点,已 广泛的应用于结构和构件的损伤检测。实践表明,不同组织材料在受载荷作用时会发生不 同程度的损伤,而损伤状态的不同发出的声发射波形信号特征也将不同。例如在受静拉伸 载荷作用时发生的弹塑性损伤、屈服损伤等,这些不同损伤状态的声发射波形信号幅度、相 位、频率等参数都会各有区别,与此同时,具有特殊组织性能的16Mn钢焊接结构也拥有其 各种形变损伤状态下的特有的声发射波形特征。因此可以利用声发射技术作为监测16Mn 钢承力件焊接结构形 ...
【技术保护点】
一种基于双谱分析的在役16锰钢承力件焊接结构形变损伤状态表征与定量评估系统,其特征在于:该系统由原始波形信号提取单元(1)、形变损伤状态峰频矩阵分析单元(2)、形变损伤等级评定单元(3)和预警单元(4)组成;其中,形变损伤状态矩阵分析单元(2)由双谱估计模块(21)、双谱对角切片模块(22)和形变损伤状态峰频矩阵分析模块(23)组成;所述的形变损伤状态峰频矩阵分析模块(23)由形变损伤状态特征峰频分析模块(23A),形变损伤状态平均峰频分析模块(23B)和形变损伤状态峰频分布指数计算模块(23C)组成;原始波形信号提取单元(1)对接收的多路传感信息S↓[n]进行模数转换后输出声发射波形信息f↓[0](T);双谱估计模块(21)采用双谱分析法对声发射波形信息f↓[0](T)进行处理得到双谱估计B(ω↓[1],ω↓[2]),然后双谱对角切片模块(22)对双谱估计B(ω↓[1],ω↓[2])进行对角切片分析得到双谱对角切片信息ω(F),最后形变损伤状态特征峰频分析模块(23A)对角切片信息ω(F)进行处理输出形变损伤状态峰频矩阵J=[F↓[0],*,ΔF]给形变损伤等级评定单元(3)进行形变 ...
【技术特征摘要】
一种基于双谱分析的在役16锰钢承力件焊接结构形变损伤状态表征与定量评估系统,其特征在于该系统由原始波形信号提取单元(1)、形变损伤状态峰频矩阵分析单元(2)、形变损伤等级评定单元(3)和预警单元(4)组成;其中,形变损伤状态矩阵分析单元(2)由双谱估计模块(21)、双谱对角切片模块(22)和形变损伤状态峰频矩阵分析模块(23)组成;所述的形变损伤状态峰频矩阵分析模块(23)由形变损伤状态特征峰频分析模块(23A),形变损伤状态平均峰频分析模块(23B)和形变损伤状态峰频分布指数计算模块(23C)组成;原始波形信号提取单元(1)对接收的多路传感信息Sn进行模数转换后输出声发射波形信息f0(T);双谱估计模块(21)采用双谱分析法对声发射波形信息f0(T)进行处理得到双谱估计B(ω1,ω2),然后双谱对角切片模块(22)对双谱估计B(ω1,ω2)进行对角切片分析得到双谱对角切片信息ω(F),最后形变损伤状态特征峰频分析模块(23A)对角切片信息ω(F)进行处理输出形变损伤状态峰频矩阵J=[F0,F,ΔF]给形变损伤等级评定单元(3)进行形变损伤状态评定;预警单元(4)接收到报警启动信号后,触发启动开关输出提示音。2. 根据权利要求1所述的基于双谱分析的在役16锰钢承力件焊接结构形变损伤 状态表征与定量评估系统,其特征在于原始波形信号提取单元(1)第一方面用于接 收多个声发射换能器输出的传感信息Sn,第二方面对接收到的多路传感信息Sn进行模数转换后,提取出每种损伤状态下的发射信号幅值(<formula>formula see original document page 2</formula>或者声发射能量<formula>formula see original document page 2</formula>的声发射波形信息f。(T),第三方面将声发射波形信息f。(T)输出给形变损伤状态矩阵分析单元(2)。3. 根据权利要求1所述的基于双谱分析的在役16锰钢承力件焊接结构形变损伤状态 表征与定量评估系统,其特征在于双谱估计模块(21)采用双谱分析法对接收到的声发射 波形信息f。(T)进行处理得到双谱估计B(p 2);双谱对角切片模块(22)对接收到的双谱估计B(p 2)进行对角切片分析得到双谱 对角切片信息(F);形变损伤状态特征峰频分析模块(23A)接受到对角切片信息co (F)后,并根据co (F) 分析出形变损伤状态特征峰频F。,方法如下取(F)中第一个归一化双谱值=1的峰值频 率作为形变损伤状态特征峰频F。的取值,单位kHz ;形变损伤状态平均峰频计算模块(23B)接受到对角切片信息co (F)后,并根据co (F) 计算出形变损伤状态平均峰频指数F,计算方法如下取所有峰值频率中归一化双谱值最大的前三个峰值频率,分别计为巳,F2, F3,则形变损伤状态平均峰频指数<formula>formula see original document page 2</formula>无量纲;形变...
【专利技术属性】
技术研发人员:骆红云,韩志远,王宏伟,钟群鹏,
申请(专利权)人:北京航空航天大学,
类型:发明
国别省市:11[中国|北京]
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