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声发射在旋转机械轴裂纹监测过程中的应用研究

张斌  
【摘要】: 断裂是一种危险的失效形式,转轴作为旋转机械的主要承力部件,如果发生断裂,就可能发生灾难性的事故,造成生命和财产的巨大损失。在转轴服役过程中,由于各种环境因素的作用,会在转轴内部和表面形成裂纹。监测裂纹的形成、发展直至断裂的过程,对转轴的运行风险评价和断裂控制,具有重大的意义。 声发射技术是一种非常好的动态无损检测方法。利用声发射技术监测材料,找到声发射信号和裂纹扩展之间的关系,就可以分析材料变形与断裂机制。传统的检测是在发现问题后的检测或者定期检测,而新的观念是预测并管理,要求能对可能发生的缺陷、故障进行早期预报,这样才能在保证安全的前提下,保障最大的效益。 本课题采用美国物理声学公司提供的声发射传感器、PCI-2声发射数据采集卡以及AEwin分析软件,对转轴裂纹进行实时监测,并能随时查看当前状况和历史状况。主要研究内容包括传感器相关理论;信号的采集和转换;信号的滤波和抗噪;信号的传输;数据的分析。通过实验找出适合转轴裂纹声发射监测的各种特征参量。实验系统具有较好的实用性与可扩展性。 把声发射技术用于旋转机械轴的研究目前还是一项处于实验阶段的技术,它的很多方法和实现手段也处于试验阶段,没有达到在现场生产过程中实际应用的地步。本课题通过研究进一步证实了声发射技术用于轴裂纹监测的可行性,继续推动转轴故障诊断技术向前发展。


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