CN102426197B - 一种基于声发射检测的飞机结构件损伤识别方法 - Google Patents

一种基于声发射检测的飞机结构件损伤识别方法 Download PDF

Info

Publication number
CN102426197B
CN102426197B CN 201110238797 CN201110238797A CN102426197B CN 102426197 B CN102426197 B CN 102426197B CN 201110238797 CN201110238797 CN 201110238797 CN 201110238797 A CN201110238797 A CN 201110238797A CN 102426197 B CN102426197 B CN 102426197B
Authority
CN
China
Prior art keywords
acoustic emission
signals
energy
kinds
signal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN 201110238797
Other languages
English (en)
Other versions
CN102426197A (zh
Inventor
魏鹏
李宁
梅盛开
孙志平
刘奇
李成贵
涂万里
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
AVIAT ACADEMY OF PLA
Beihang University
Original Assignee
AVIAT ACADEMY OF PLA
Beihang University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by AVIAT ACADEMY OF PLA, Beihang University filed Critical AVIAT ACADEMY OF PLA
Priority to CN 201110238797 priority Critical patent/CN102426197B/zh
Publication of CN102426197A publication Critical patent/CN102426197A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102426197B publication Critical patent/CN102426197B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

本发明提出一种基于声发射检测的飞机结构件损伤识别方法，利用对飞机结构件上的铆钉处、松动的螺栓处、裂纹处施加载荷，使声发射传感器分别接收飞机结构件上铆钉处形变声发射信号、松动的螺栓产生的声发射信号、裂纹扩展声发射信号；得到三种信号的持续时间、信号幅度、振铃数、能量以及峰值频率这五个特征参数，可区分三种信号的参数值特征；将三种信号特征参数对比，并绘制三种信号的“能量-峰值频率”及“能量-幅值”历程图，可区分三种信号的图形特征。本发明的优点在于实现了对飞机上的结构件上的上述铆钉处应力集中发生微小形变、螺栓松动以及结构件上疲劳裂纹扩展等检测信号进行区分，及早发现其结构变化，对设备的安全运行意义重大。

Description

一种基于声发射检测的飞机结构件损伤识别方法
技术领域
本发明涉及一种飞机结构件损伤识别方法，特别涉及一种基于声发射检测的飞机结构件损伤识别方法。
背景技术
飞机上的结构件作为承受载荷的关键部位，在飞机工作过程中难免会因为震动、受力、疲劳等因素而产生各种安全隐患，其中比较常见的损伤类型为铆钉处应力集中发生微小形变、螺栓松动以及结构件上疲劳裂纹扩展等。声发射检测技术在飞机全尺寸疲劳检测等工程实践中已被广泛采用，但是针对某一结构件上的上述铆钉处应力集中发生微小形变、螺栓松动以及结构件上疲劳裂纹扩展等三种声发射信号的如何区分尚不明确，本发明就针对这一情况，提出飞机结构件上，提取并区分上述三种声发射信号特征的方法。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于：针对某一结构件上的上述铆钉处应力集中发生微小形变、螺栓松动以及结构件上疲劳裂纹扩展等三种声发射信号的如何区分，本发明提出一种基于声发射检测的飞机结构件损伤识别方法。
本发明提出的一种基于声发射检测的飞机结构件损伤识别方法，具体通过如下步骤实现：
步骤一、将声发射传感器放置在飞机结构件上，并用凡士林做耦合剂，使其接触良好；
步骤二、对飞机结构件上的铆钉处、松动的螺栓处、裂纹处施加载荷，使声发射传感器分别接收飞机结构件上铆钉处形变声发射信号、松动的螺栓产生的声发射信号、裂纹扩展声发射信号；
步骤三、将步骤二中接收到的三种声发射信号进行特征参数提取，得到三种信号的持续时间、信号幅度、振铃数、能量以及峰值频率这五个特征参数，可区分三种信号的参数值特征；
步骤四、将步骤三中的信号特征参数对比，并绘制三种信号的“能量-峰值频率”及“能量-幅值”历程图，可区分三种信号的图形特征。
本发明的意义在于飞机上的结构件作为承受载荷的关键部位，在飞机工作过程中难免会因为震动、受力、疲劳等因素而产生各种安全隐患，本发明的优点在于实现了对飞机上的结构件上的上述铆钉处应力集中发生微小形变、螺栓松动以及结构件上疲劳裂纹扩展等检测信号进行区分，及早发现其结构变化，对设备的安全运行意义重大。
附图说明
图1为本发明一种基于声发射检测的飞机结构件损伤识别方法的流程图；
图2为本发明一种基于声发射检测的飞机结构件损伤识别方法检测铆钉信号时的结构的俯视图；
图3为本发明一种基于声发射检测的飞机结构件损伤识别方法检测裂纹及螺栓松动信号时的结构的侧视图；
图4(a)为铆钉“能量-峰值频率”曲线，图4(b)为铆钉“能量-幅值”曲线；
图5(a)为裂纹“能量-峰值频率”曲线，图5(b)为裂纹“能量-幅值”曲线；
图6(a)为螺栓松动“能量-峰值频率”曲线，图6(b)为螺栓松动“能量-幅值”曲线；
其中，1为结构件上的铆钉；2为检测铆钉信号时放置声发射传感器的位置；3为前置放大器；4为声发射信号处理系统；5为检测螺栓松动信号时传感器放置的位置；6为结构件上的松动的螺栓；7为检测裂纹扩展时传感器放置的位置；8为结构件上的裂纹。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明提供的一种基于声发射检测的飞机结构件损伤识别方法进行详细说明。
本发明提供的一种基于声发射检测的飞机结构件损伤识别方法，流程如图1所示，具体通过如下步骤实现：
步骤一、将声发射传感器放置在飞机结构件上，并用凡士林做耦合剂，使其接触良好；
步骤二、分别将传感器放置在图2所示的位置(2)处，图3所示的位置(5)及位置(7)处，对结构件的相应位置施加应力，使声发射传感器分别接收结构件上铆钉处形变声发射信号、松动的螺丝产生的声发射信号、裂纹扩展声发射信号，并将信号经过前置放大器3，输入声发射信号处理系统4内进行处理；
步骤三、将步骤二中接收到的三种声发射信号进行特征参数提取，得到三种信号的持续时间、信号幅度、振铃数、能量以及峰值频率这五个特征参数，可区分三种信号的参数值特征；
步骤四、将步骤三中的信号特征参数对比，并绘制三种信号的“能量-峰值频率”及“能量-幅值”历程图，可区分三种信号的图形特征。
实施例
下面以具体的飞机结构件上损伤模式识别为例，说明本发明提供识别方法，具体步骤如下：
步骤一、将声发射传感器放置在飞机结构件上，并用凡士林做耦合剂，使其接触良好；
步骤二、分别将传感器放置在图2所示的位置(2)处，图3所示的位置(5)及位置(7)处，对结构件的相应位置施加应力，使声发射传感器分别接收结构件上铆钉处形变声发射信号、松动的螺丝产生的声发射信号、裂纹扩展声发射信号，并将信号经过前置放大器3，输入声发射信号处理系统4内进行处理；
步骤三、将步骤二中接收到的三种声发射信号进行特征参数提取，得到三种信号的持续时间、信号幅度、振铃数、能量以及峰值频率这五个特征参数，可区分三种信号的参数值特征：
 铆钉   裂纹   螺栓松动
 持续时间  0-600   0-500   0-1000
 峰值频率(KHz)  100-200   100-270   50-250
 振铃数  0-60   0-10   0-100
 幅值(dB)  40-60   40-200   45-100
 能量  0-10   0-1000   0-500
步骤四、将步骤三中的信号特征参数对比，并绘制三种信号的“能量-峰值频率”及“能量-幅值”历程图，如图4-6，其中，图4(a)为铆钉“能量-峰值频率”曲线，图4(b)为铆钉“能量-幅值”曲线；图5(a)为裂纹“能量-峰值频率”曲线，图5(b)为裂纹“能量-幅值”曲线；图6(a)为螺栓松动“能量-峰值频率”曲线，图6(b)为螺栓松动“能量-幅值”曲线；可区分三种信号的图形特征。

Claims (1)

1.一种基于声发射检测的飞机结构件损伤识别方法，其特征在于：具体通过如下步骤实现：
步骤一、将声发射传感器放置在飞机结构件上，并用凡士林做耦合剂，使其接触良好；
步骤二、对飞机结构件上的铆钉处、松动的螺栓处、裂纹处施加载荷，使声发射传感器分别接收飞机结构件上铆钉处形变声发射信号、松动的螺栓产生的声发射信号、裂纹扩展声发射信号；
步骤三、将步骤二中接收到的三种声发射信号进行特征参数提取，得到三种信号的持续时间、信号幅度、振铃数、能量以及峰值频率这五个特征参数，可区分三种信号的参数值特征；
步骤四、将步骤三中的信号特征参数对比，并绘制三种信号的“能量-峰值频率”及“能量-幅值”历程图，可区分三种信号的图形特征。
CN 201110238797 2011-08-19 2011-08-19 一种基于声发射检测的飞机结构件损伤识别方法 Expired - Fee Related CN102426197B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 201110238797 CN102426197B (zh) 2011-08-19 2011-08-19 一种基于声发射检测的飞机结构件损伤识别方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 201110238797 CN102426197B (zh) 2011-08-19 2011-08-19 一种基于声发射检测的飞机结构件损伤识别方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102426197A CN102426197A (zh) 2012-04-25
CN102426197B true CN102426197B (zh) 2012-12-26

Family

ID=45960202

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN 201110238797 Expired - Fee Related CN102426197B (zh) 2011-08-19 2011-08-19 一种基于声发射检测的飞机结构件损伤识别方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102426197B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20150330950A1 (en) * 2014-05-16 2015-11-19 Eric Robert Bechhoefer Structural fatigue crack monitoring system and method

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102998371B (zh) * 2012-12-17 2014-10-15 中联重科股份有限公司 起重机吊臂缺陷检测系统及方法
CN103529471B (zh) * 2013-10-10 2016-08-24 国家电网公司 铁塔螺栓松动的快速检测方法及装置
CN103995054A (zh) * 2014-05-19 2014-08-20 中国矿业大学 一种基于声发射检测含水煤岩内部结构损伤分析的方法
CN103995284B (zh) * 2014-05-27 2017-02-15 中车唐山机车车辆有限公司 高速动车组列车裙板松动检测方法及装置
CN104730149A (zh) * 2015-03-26 2015-06-24 中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司 一种水轮机叶片裂纹检测装置
CN106198765B (zh) * 2015-04-29 2019-03-15 中国科学院声学研究所 一种用于金属裂纹监测的声学信号识别方法
US10908123B2 (en) * 2017-12-27 2021-02-02 Fisher Controls International Llc Methods and apparatus to generate an acoustic emission spectrum using amplitude demodulation
CN108593777B (zh) * 2018-04-08 2021-07-23 昆山市建设工程质量检测中心 实时监控在役砌体结构裂缝扩展的声发射监测装置及方法
CN109187742B (zh) * 2018-08-24 2021-01-19 中国飞机强度研究所 一种检测螺栓孔是否具有孔边裂纹的方法
CN110646515A (zh) * 2019-10-09 2020-01-03 中国工程物理研究院激光聚变研究中心 光器件损伤检测方法、装置、电子设备及可读存储介质
CN111812211B (zh) * 2020-07-09 2021-09-24 武汉理工大学 一种基于声发射参数的ra–af–e岩石类材料脆性破坏裂纹分类方法
CN114813003A (zh) * 2022-06-27 2022-07-29 中国飞机强度研究所 一种飞机金属构件振动疲劳损伤多参数测量方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6360608B1 (en) * 1995-10-31 2002-03-26 Dunegan Engineering Consultants, Inc. Transducer for measuring acoustic emission events
CN101701880A (zh) * 2009-08-05 2010-05-05 南京航空航天大学 嵌入式飞机主被动结构健康监测系统

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6360608B1 (en) * 1995-10-31 2002-03-26 Dunegan Engineering Consultants, Inc. Transducer for measuring acoustic emission events
CN101701880A (zh) * 2009-08-05 2010-05-05 南京航空航天大学 嵌入式飞机主被动结构健康监测系统

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
利用模态声发射技术监测飞机主结构件的日历损伤;耿荣生;《机械工程学报》;20030930;第39卷(第9期);128-132 *
耿荣生.利用模态声发射技术监测飞机主结构件的日历损伤.《机械工程学报》.2003,第39卷(第9期),128-132.

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20150330950A1 (en) * 2014-05-16 2015-11-19 Eric Robert Bechhoefer Structural fatigue crack monitoring system and method

Also Published As

Publication number Publication date
CN102426197A (zh) 2012-04-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102426197B (zh) 一种基于声发射检测的飞机结构件损伤识别方法
CN102262701B (zh) 基于线弹性断裂力学及声发射参数的在役16锰钢承力件疲劳裂纹扩展阶段评估系统
CN103760243A (zh) 一种微裂纹无损检测装置及方法
CN102778356B (zh) 增强随机共振系统以及基于该系统的机械故障诊断方法
CN101776644B (zh) 基于双谱分析的在役16锰钢承力件疲劳损伤状态表征与定量评估系统
WO2010051954A3 (de) Verfahren und vorrichtung zur schwingungsanalyse sowie musterdatenbank dafür und verwendung einer musterdatenbank
EP2574914A3 (en) Devices, Systems and Methods of Detecting Defects in Workpieces
CN102507744A (zh) 一种检测碳纤维复合材料破坏失效的声发射装置及方法
CN202256264U (zh) 检测碳纤维复合材料破坏失效的声发射装置
CN1744435A (zh) 频率检波系统：装置和方法
CN105021706B (zh) 一种砂轮破碎状态预警识别装置及方法
WO2010128432A3 (en) Non-destructive signal propagation system and method to determine substrate integrity
CN101701938A (zh) 一种采用振型频率组合的工件缺陷类型音频检测方法
CN102589490A (zh) 一种白车身减薄率超声波检测设备
CN103487513A (zh) 一种空间碎片撞击毁伤声发射信号类型识别方法
CN102062756A (zh) 机车从动齿轮传力销组装状态下的超声波探伤方法
CN203745428U (zh) 一种微裂纹无损检测装置
CN101762634B (zh) 基于双谱分析的在役16锰钢承力件形变损伤状态表征与定量评估系统
CN104281775A (zh) 一种基于参数补偿多稳随机共振系统的微弱信号检测方法
CN201697830U (zh) 动态响应检测金属板材自冲铆接头疲劳损伤程度的装置
TW200720659A (en) Device, method, and program for inspecting microstructure
CN101788536B (zh) 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
CN204025326U (zh) 一种嵌入受力与振动检测和发送模块的超低音深沟球轴承
KR20080053620A (ko) 변속기 샤프트 균열 측정 장치
CN112747856B (zh) 一种高强度螺栓预紧力的检测方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20121226

Termination date: 20200819

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee