新闻中心

EEPW首页 > 手机与无线通信 > 设计应用 > 声发射信号在导波杆中传播的放大规律实验研究

声发射信号在导波杆中传播的放大规律实验研究

作者: 时间:2011-02-14 来源:网络 收藏

2 实验方案与步骤
为了研究不同结构形状的导波杆对声发射的放大情况,采集经过不同结构的导波杆,利用能量、最大振幅二个参数研究其放大规律。所以设计了一系列不同结构的杆来研究其放大规律。如图1所示,(a)为阶梯形杆,(b)为圆锥形杆,尺寸见表1。

b.JPG


采集系统:声华科技公司SR150声发射传感器,自带前置放大器(放大倍数为40 dB);成都中科动态仪器公司PCI4721数据采集卡;上位机PC。
试验步骤如下:
(1)利用0.5 mm HB铅笔芯折断作为声源进行传感器标定。
(2)把传感器1放在铁板(500 mm×500 mm×4 mm)表面,传感器2安放在导波杆上面,且布置在同一圆周上(圆周半径R=200 mm),传感器与铁板及杆之间使用凡士林耦合。在两传感器分布圆圆心处断铅,采集,每组杆采集20次断铅信号。
(3)换不同的杆重复步骤(2),记传感器同时在导波杆1和铁板采集信号为第一组,传感器同时在导波杆2和铁板采集信号为第二组,依次类推至第七组。

3 结果与分析
采集到的信号经过小波去噪处理后,处理结果见表2(比值为传感器安放在导波杆的信号与安放铁板信号之比)。

c.jpg


由第一组和第二组数据分析,对面积比α=0.46阶梯杆1和面积比α=0.65阶梯杆2,随着面积比α的增加,最大振幅比和能量比都减小,符合位移透射系数M=2/(1+α)随α增加而减小的性质。对圆锥杆3~6,其大小端面积相同,α为定值,由第三组至第六组数据可知,随着锥度的减小,其最大振幅比和能量比都减小。其原因在于这里的假设是完全弹性体,没有能量的损失,而实际金属介质并非完全弹性体,除了弹性外还有粘性和塑形,内部还有少量杂质和缺陷,这些都会引起能量的损耗。设单位体积的能量损耗一定,对圆锥杆而言,锥度愈小,其体积愈大,波在其传播时,损耗也愈大。这就解释了相同面积比,不同锥度的圆锥杆对信号的放大情况不同。从第一、三、四组数据可以看出,相同面积比的阶梯杆1和圆锥杆3,4,圆锥杆的最大振幅比和能量比都比阶梯杆1的大些。比较第三组和第七组数据,杆3和杆7为相同的高度和小端面积,但杆3的大端面积比杆7大,其最大振幅和能量比也比杆7大。

4 结论
(1)位移透射系数M=2/(1+α)只对完全弹性体适合,实际应用中,M除了与α有关外,还与杆的具体结构和杆的物理性质等有关,需要实验去修正M。
(2)阶梯形杆的放大比与其面积比有关,固定小端面积,当大端面积增加时,放大比增加,但并非线性关系。
(3)当圆锥形波导杆的大小端面面积一定时,锥度越大,能量、最大振幅值越大,反之越小。
(4)当圆锥形杆的高度和小端面积固定时,大端面积越大,放大倍数也越大。
由此可知,圆锥形波导杆在声发射检测中,可以起到导波与放大信号作用,使得波形更清晰,有利于准确检测,提高分析精度,使导波杆应用更广泛。


上一页 1 2 下一页

关键词: 信号

评论


相关推荐

技术专区

关闭