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法兰连接结构具有可靠性高、承载能力强等优点,被广泛应用于航空航天、化工机械、核能、国防等领域的连接结构中。由于装配、储存环境以及动力学过程影响的不确定性,且连接结构在整体结构中处于刚度较薄弱的部位,其状态容易发生变化,主要故障模式是连接结构的松动和滑移,而振动环境导致的连接部位应力松弛和局部变形是连接松动和滑移的主要原因。
声发射是指材料内部局部区域在外界(应力或温度)的影响下,伴随能量快速释放而产生的瞬态弹性波现象,声发射技术是一种动态检测方法。小波(包)分析作为一种时一频分析方法,突破了传统信号处理方法的局限,提供了一种自适应的时域和频域同时局部化的分析方法,具有多分辨率的特点。
在振动台法兰连接结构试验的基础上,利用小波(包)分析方法,对采集到的声发射信号进行处理。在频域中通过功率谱密度观察信号大致特征,确定出特征信号的频带分布,然后利用小波分析方法去除稳定信号,得到声发射信号特征的定性描述。最后利用小波包能量百分比定量给出优势频带及其与扭矩之间的关系,得出频带能量随扭矩变化具有一定规律性,并引入小波能量谱变化率,实现对连接结构螺栓松动程度的辨识。