基于改进谱减法和共振声学原理的无损检测技术研究

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无损检测技术作为检测零件缺陷以及提高零件工艺质量的一种有效手段,广泛的应用于车辆、船舶、冶金、电力、石油化工、宇航、核能等行业。针对现有无损检测技术无法实现对大批量机械零件进行快速损伤检测的问题,本文提出一种基于改进谱减法和共振声学原理的无损检测技术。此技术通过获取零件的固有频率来进行损伤判定,主要内容为两方面:在实际的工厂环境中必然存在噪音干扰,利用改进的谱减法对声学振动信号降噪;利用基于共振声学原理搭建的试验平台获取零件固有频率。针对原始谱减法降噪后产生的噪音残留以及“音乐噪声”的问题,在M.Berouti提出的改进谱减法上继续优化参数。根据谱减法的基本原理,利用MATLAB软件编写原始谱减法和改进谱减法的程序,并通过对加入模拟工厂噪音的敲击振动信号和降噪后的信号的时频分析,验证了改进谱减法的降噪效果。根据共振声学原理结合锤击法搭建了无损检测试验平台,平台由电动力锤,高精度麦克风,工业声卡,分析软件构成。以气门摇臂为例,通过平台和ANSYS软件分别获取了零件的试验模态和计算模态,通过模态数据对比验证了平台数据的可靠性。通过对一合格零件的10次检测完成了平台的重复性验证。对30个合格零件、15个裂纹零件、15个夹杂零件和15个缩孔零件在平台上进行了无损检测,并通过检测数据构建了相应的数据库。根据对数据库的分析,确定了判定零件是否合格的标准。随机挑选了10个未知状态的零件进行检测,成功地识别出了4个缺陷零件,并通过成熟的无损检测设备对检测结果完成了验证。证明了本文提出的无损检测技术的可行性。
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