转轴裂纹声发射监测研究
杨剑锋， 张 斌， 李 良
（北京化工大学安全科学与监控工程中心， 北 京 100029）
摘 要： 声发射技术作为一种无损检测方法，可以找到声发射信号和裂纹扩展之间的关系，分析材料变形与 断裂机制。 介绍了声发射技术用于转轴裂纹监测的研究，分析了声发射信号与转轴裂纹扩展之间的关系，实验表明采用声发射技术可以对转轴裂纹进行监测。 证明了声发射技术在转轴监测上的可行性。
关键词：声发射，转轴， 裂纹扩展， 故障诊断
中图分类号：TG115.26 文献标识码:B
断裂是机械和工件失效的主要形式之一， 与其他失效形式（弹塑性失稳， 磨损， 腐蚀等）相比，更具危险性， 转轴作为旋转机械的主要承力部件，发生断裂可能导致灾难性的事故。造成生命和财产 的巨大损失。因此。对转轴的裂纹监测是非常重要的。声发射（AE）技术作为一种在线监测方法,可以对转轴的完整性进行判断。
一、声发射监测原理
任何物体受到外力作用都会发生形变，超过一定限度便产生裂纹以至断裂。在此过程中，物体内部会发出不同的声音（声发射）。 声发射信号波形的幅度非常小， 频率非常高， 利用非常灵敏的传感器可把物体内部发出的微弱声信号接收下来，然后，转换成电信号， 进而由声发射系统分析处理，发现物体内部裂纹的发展情况。
金属轴在屈服点附近出现声发射计数高峰，标志着裂纹的形成，一旦裂纹形成，转轴局部地区的应力集中得到卸载，产生声发射。断裂过程大致可分为三个阶段：裂纹成核、裂纹扩展和最终断裂。三者都可以成为强烈的声发射源。转轴内部发出的声信号以弹性波的形式向四周传播。 到达转轴表面，并经过传感器转变为电信号，经过前置信号放大器放大， 再由声发射采集卡接收并进行转换。成为数字信号传入计算机。经软件分析。 就能确定转轴上裂纹的全部发展过程。实现在线监测。
