疲劳裂纹的声发射信号检测技术
李耀东，黄成祥，侯 力，王小龙
（四川大学 制造学院，四川 成都 610065）
摘要：疲劳裂纹的萌生和扩展是机械零件在变载荷作用下的主要失效形式。使用近几年来得到迅速发展的模态声发射技术获取疲劳裂纹的声发射波形，使接收到的声发射信号与声发射源的物理状态相关。在波形分析中采用参数分析法提取波形特征，建立声发射参数和裂纹扩展速度之间的关系。由于综合采用了多种技术进行信号分析，由信号特征得到的结果将更为准确。
关键词：疲劳裂纹；模态声发射；参数分析
Detecting Acoustic Emission Signals from Fatigue Crack Propagation
Li Yaodong, Huang Chengxiang, Hou Li, Wang Xiaolong
(College of Manufacturing Sci. and Eng. , SCU University, Chengdu 610065, China)
Abstract: The origination and propagation of fatigue crack in mechanical elements under variable load is the main style of failure.In this paper, the modal acoustic emission ( MAE) that has taken rapid development in recent years, is adopted to precisely acquire the AE signal waveform. In this way the received AE signal can be directly related with the genuine physical state of the AE sources. To extract the features of the detected crack, two equations are cited to set up the correlation between AE parameters and crack propagation velocity. Based on theMAE technique and parameter analysis technique, the obtained result is considered to be more accurate.
Key words: fatigue crack; modal acoustic emission; parameter analysis
0 引言
机械零件在受力状态下产生裂纹或塑性变形的时候，往往伴随有声发射（AE）现象的出现。声发射本质上是一种弹性波，它是以瞬态弹性波的形式迅速释放其内部积累的应变能的过程。裂纹的萌生和不连续扩展产生突发型声波，而塑性变形产生连续型声波[1]。
声发射监控技术不需发射探测信号，而只是“被动”监听由于零件结构变化而发射出来的声波信号，通过分析所接收的信号，对声发射源的位置、物理状态作出判断，因而运用声发射技术可以实现零件服役状态的动态监控。传统的声发射仪主要使用谐振式传感器接收声发射信号，形成了相对成熟的基于声发射参数的检测技术，但由于共振频率低、频带窄，表征声发射源特征的许多重要信号被忽略，导致声发射源定位误差较大，且判断结果和实际情况有较大出入，影响了声发射技术的进一步应用。近年来，由于模态声发射理论的逐渐成熟和电子技术的飞速发展，使采用宽带传感器的数字信号处理系统的实现成为可能。文章在对声发射波形进行分析的基础上，采用参数分析法提取声发射源的特征，以获得比较准确的评价结果。
