【摘 要】
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基于声发射技术的X90钢腐蚀源信号特征识别相当复杂,由于腐蚀过程存在随机性和不确定性,复杂的腐蚀环境存在多种腐蚀类型之间的耦合,腐蚀声发射信号在传播过程中会发生衰减和畸变,因此基于盲目反卷积算法的声发射信号分析方法对腐蚀源信号的反演复原以及探究其源信号特征显得尤为重要。本文通过数值模拟和实验研究相结合的方法探讨X90钢腐蚀声发射源信号特征反演问题,主要研究工作和结果如下:通过COMSOL软件对X9
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基于声发射技术的X90钢腐蚀源信号特征识别相当复杂,由于腐蚀过程存在随机性和不确定性,复杂的腐蚀环境存在多种腐蚀类型之间的耦合,腐蚀声发射信号在传播过程中会发生衰减和畸变,因此基于盲目反卷积算法的声发射信号分析方法对腐蚀源信号的反演复原以及探究其源信号特征显得尤为重要。本文通过数值模拟和实验研究相结合的方法探讨X90钢腐蚀声发射源信号特征反演问题,主要研究工作和结果如下:通过COMSOL软件对X90钢腐蚀声发射信号进行数值模拟研究,在X90钢二维和三维以及三维带焊缝薄板模型中,采用调制后中心频率为150k Hz的正弦信号代替腐蚀声发射信号进行波场规律研究,发现信号在传播过程中在薄板边界位置波形会发生折射和反射而产生回波信号,当信号通过焊缝时,波形能量显著降低并且波的模态也发生变化,距声源位置越远信号类型越复杂。将各观测点所采集信号经过小波变换以及盲目反卷积算法进行盲复原,研究发现复原后的信号逼近源信号,尤其信号特征得到明显恢复,再次验证了盲目反卷积算法的可行性。构建X90钢腐蚀声发射实验装置,实验选用p H=4.0的稀硫酸溶液作为腐蚀液,分别设置原位腐蚀实验以及带焊缝缺陷的腐蚀实验,用于测定X90钢腐蚀声发射信号和研究其经过焊缝之后的衰减特性。实验发现,X90钢腐蚀所产生的声发射信号主要为低频信号,频域内主要分布在100-200k Hz,对信号进行小波去噪,使用db4小波进行5级小波分解与重构,去除了更多的干扰信号后频域内峰值在170k Hz左右。当信号经过多道焊缝传播之后,传感器所测波形变得更加复杂,主要由于传播经过焊缝时各种声发射波和回波相互叠加或抵消使得信号波的模态发生了转化,而信号传播过程中遇到障碍使得能量逐渐降低,高频信号相对于低频信号衰减更快。对各观测点信号进行基于小波变换的盲目反卷积复原,更好的恢复了原信号特征,此时信号低频成分主要集中在130-170k Hz,较高频部分信号频率峰值为200k Hz和250k Hz,一定程度上恢复了衰减的高频信号,使得所测信号更加逼近X90钢真实腐蚀源信号。
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