作者:辛桂蕾
本文以建造桥梁拉索用的预应力钢绞线材料为研究对象,采用油泵匀速加载预应力钢绞线进行拉伸破断试验,同时采用声发射设备对拉伸试验过程的钢绞线损伤进行实时信号采集,根据典型的声发射信号处理技术分析预应力钢绞线断丝源的典型声发射特征,进而提出一种用于判别断丝声发射信号的方法。
关键词:钢绞线断丝;声发射特征;时域分析;频域分析;时频分析;主元分析
声发射传感器:
传感器是利用某些物质(如陶瓷、压电晶体等)的物理特性随着待测量的作用产生变化的原理制成的,其中用到诸多的物理效应、化学效应和生物效应等,将应变、位移、温度等被测量变换为电量。固体介质中传播的声发射信号包含声发射源的大量信息,在固体的表面接收声发射信号,对其分析可得知固体材料内部缺陷的动态变化情况。
有关钢绞线试件断裂的研究文献中,大多采用中心频率是 150kHz,频率范围为50kHz~400KHz的声发射传感器[42],本课题试验中,为了研究更接近真实情况,采用了二种传感器,分别是宽频传感器 WG50、中心频率为150kHz的中频传感器SR150M和中心频率为40kHz的低频传感器SR40M每个传感器有各自灵敏的频率段,所用传感器详细参数如表 3-2。
前置放大器:
声发射监测中,前置放大器用于放大声发射传感器输出的电压信号。由于声发射传感器的输出阻抗较高,导致输出的电压信号比较微弱,常在微伏级别,经过长距离的电缆传输到达信号采集系统,可能受到传输电缆的噪声及衰减等因素的影响,变得更加微弱,这个时候的信号波形不利于提取和分析,因此,在距离传感器较近的地方(距传感器输出信号线 1~2 米处),利用前置放大器将传感器输出的模拟电压信号放大,以抵抗过长的电缆传输造成的微弱信号泯没于噪声中的问题。前置放大器的放大倍数常用设置为 20dB、40dB 和60dB分别对应放大10倍、100倍和1000 倍,放大倍数的设置通常根据实验情况来确定,本试验采用的北京声华公司的SAEPA2前置放大器其放大倍数可调。
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