[發明專利]一種基于聲發射技術的振動時效工藝參數確定系統及方法

有效

• 申請號: 201811050004.5
• 申請日: 2018-09-10
• 公開（公告）號: CN109182727B
• 公開（公告）日: 2023-03-31
• 發明（設計）人: 顧邦平;王思淇;孫思宇;胡雄;嚴小蘭;賴金濤
• 申請（專利權）人: 上海海事大學
• 主分類號: G01N29/04
• 分類號: G01N29/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.使用一種基于聲發射技術的振動時效工藝參數確定系統確定振動時效工藝參數的方法，所述的振動時效工藝參數確定系統包括上位機系統、任意波形發生卡、功率驅動器、激振器、應變傳感器、動態應變儀、聲發射傳感器、前置放大器、主放大器、數據采集卡、支撐裝置；激振器固定在構件表面，構件采用具有彈性的支撐裝置進行支撐；上位機系統控制任意波形發生卡輸出幅值和頻率均獨立且連續可調的正弦激振信號；任意波形發生卡輸出的正弦激振信號經由功率驅動器輸入到激振器，進而驅動激振器產生振動；聲發射傳感器安裝在構件上，聲發射傳感器的輸出端與前置放大器的輸入端連接，前置放大器的輸出端與主放大器的輸入端連接，主放大器的輸出端與數據采集卡的輸入端連接；應變傳感器粘貼在構件上，且應變傳感器的引出線與動態應變儀的輸入端連接，動態應變儀的輸出端與數據采集卡的輸入端連接；數據采集卡的輸出端與上位機系統連接，其特征在于方法按照如下步驟進行：

(1)、采用單因素試驗法制定振動時效實驗方案，并通過上位機系統中的激振頻率、激振動應力、激振時間設置模塊輸入到上位機系統，并存儲到激振頻率、激振動應力、激振時間存儲模塊中，同時通過激振頻率、激振動應力、激振時間顯示模塊顯示給用戶；

(2)、將構件與激振器固定連接；通過具有彈性的支撐裝置對構件進行支撐，以便激振器對構件進行激振；將聲發射傳感器安裝在構件上；將應變傳感器粘貼在構件上；接通信號連線；接通電源；

(3)、在構件彈性模量設置模塊中設置構件的彈性模量E(GPa)；應變波形獲取模塊獲取動態應變儀采集到的應變波形；應變峰值提取模塊從應變波形中提取應變峰值ε(με)；激振動應力的動應力轉換模塊中輸出的激振動應力與應變峰值的轉換關系為并通過上位機系統中的激振動應力顯示模塊顯示給用戶；

(4)、測試構件振動時效處理前的初始殘余應力，然后對構件進行振動時效處理，并以Δt時間為間隔，測試構件振動時效處理后的殘余應力，并將測試得到的殘余應力數據存儲到上位機系統中的殘余應力測試結果存儲模塊；

(5)、上位機系統按照步驟(1)中確定的工藝參數控制激振器進行振動時效處理，同時應變傳感器采集構件振動時效處理過程中的應變信號，并按照步驟(3)所述的方法將構件振動時效處理過程中的應變信號轉換為作用在構件上的激振動應力，當轉換得到的激振動應力與上位機系統中設置的激振動應力一致時，無需對激振器進行調節控制；當轉換得到的激振動應力與上位機系統中設置的激振動應力不一致時，需要通過上位機系統程控功率驅動器輸入激振器的輸入電壓，使得激振器輸出的激振動應力達到步驟(1)中設置的參數值；

(6)、對構件進行振動時效處理的同時，采集構件在循環振動載荷作用過程中產生的聲發射信號，并將采集到的聲發射信號存儲到上位機系統中的聲發射信號獲取模塊；通過上位機系統中的有效值電壓獲取模塊對采集到的聲發射信號進行分析處理，并以Δt時間為間隔，獲取聲發射信號的有效值電壓，并將獲取到的有效值電壓存儲到有效值電壓(RMS)存儲模塊，同時通過有效值電壓(RMS)顯示模塊顯示給用戶；

(7)、上位機系統中安裝有數據擬合軟件，采用數據擬合軟件對測試得到的殘余應力與獲取得到的聲發射信號的有效值電壓進行數據擬合，建立殘余應力與聲發射信號的有效值電壓之間的定量化函數表達式，并將得到的定量化函數表達式存儲到上位機系統中的定量化函數表達式存儲模塊；

(8)、通過基于聲發射技術的振動時效工藝參數確定方法確定振動時效處理時的激振頻率、激振動應力、激振時間。