Применение вейвлет-обработки к акустико-эмиссионным измерениям при растяжении титанового сплава ВТ 1-0
УДК 534
Аннотация
Предлагается метод обработки сигналов акустической эмиссии для вычисления информативных параметров сигнала, характеризующих стадии пластической деформации и разрушения в нагруженном титановом сплаве. Представленный метод имеет комплексную структуру, включающую применение алгоритмов цифровой обработки сигналов и методов многомерного анализа данных. В основе предлагаемого подхода к обработке акустической эмиссии лежит применение математического аппарата многоуровневого дискретного вейвлет-преобразования сигналов. С помощью вейвлет-преобразования получены коэффициенты аппроксимации 10-уровня разложения, которые характеризовали низкочастотные особенности акустической эмиссии на различных этапах нагружения материала. Коэффициенты аппроксимации использовались в качестве информативных параметров сигнала. Для анализа информативных параметров и установления их количественной связи со стадиями пластической деформации титана привлечен метод главных компонент. На основе результатов кластеризации выявлены различия в информативных параметрах на разных стадиях пластической деформации материала.
Полученные результаты могут быть использованы при разработке нового поколения устройств диагностики, использующих акустико-эмиссионные измерения.
Скачивания
Metrics
Литература
Трипалин А.С., Буйло С.И. Акустическая эмиссия. Физико-механические аспекты : монография. Ростов /нД, 1986.
Bellenger F., Mazille H., Idrissi H. Use of acoustic emission technique for the early detection of aluminum alloys exfoliation corrosion // NDT&E International. 2002. Vol. 35. № 6. DOI: 10.1016/S0963-8695(02)00011-7.
Shahri M.N., Yousefi J., Fotouchi M., Najfabadi M.A. Damage evaluation of composite materials using acoustic emission features and Hilbert transform // Journal of Composite Materials. 2015. Vol. 50. № 14. DOI: 10.1177/0021998315597555.
Буйло С.И. Физико-механические, химические и статистические аспекты акустической эмиссии // Известия Алт. гос. ун-та. 2019. № 1 (105). DOI: 10.14258/izvasu(2019)1-01.
Ferreira D.B.B., Da Silva R.R., Rebello J.M.A., Siqueira M.H.S. Failure mechanism characterisation in composite materials using spectral analysis and the wavelet transform of acoustic emission signals // Insight. 2004. Vol. 46. № 5. DOI: 10.1784/insi.46.5.282.55560.
Павлов А.Н., Филатова А.Е., Храмов А.Е. Частотно-временной анализ нестационарных процессов: концепции вейвлетов и эмпирических мод // Известия вузов. ПНД. 2011. Т. 19. № 2. DOI: 10.18500/0869-6632-2011-19-2-141-157.
Loutas T.H., Kostopoulos V., Ramirez-Jimenez C., Pharaoh M. Damage evolution in center-holed glass/ polyester composites under quasi-static loading using time/frequency analysis of acoustic emission monitored waveforms // Composites Science and Technology. 2006. Vol. 66, № 10. DOI: 10.1016/j.compscitech.2005.09.011.
Lu C., Ding P., Chen Z. Time-frequency Analysis of Acoustic Emission Signals Generated by Tension Damage in CFRP // Procedia Engineering. 2011. № 23. DOI: 10.1016/j.proeng.2011.11.2491.
Hamdi S.E., Le Duff A., Simon L., Plantier G., Sourice A., Feuilloy M. Acoustic emission pattern recognition approach based on Hilbert-Huang transform for structural health monitoring in polymer-composite materials // Applied Acoustics. 2013. Vol. 74, № 5. DOI: 10.1016/j.apacoust.2012.11.018.
Godin N., Huguet S., Gaertner R., Salmon L. Clustering of acoustic emission signals collected during tensile tests on unidirectional glass/polyester composite using supervised and unsupervised classifiers // NDT & E International. 2004. Vol. 37. № 4. DOI: 10.1016/j. ndteint.2003.09.010.
Короновский А.А., Храмов А.Е. Непрерывный вейвлетный анализ и его приложения. М., 2003.
Астафьева Н.М. Вейвлет-анализ: основы теории и примеры применения // Успехи физических наук. 1996. Т. 166. № 11.
Поляков В.В., Егоров А.В., Салита Д.С., Колубаев Е.А. Физические методы диагностики сварных соединений в алюминиевых сплавах. Ч. 2. Акустическая эмиссия // Известия Алт. гос. ун-та. 2015. № 1/1 (85). DOI: 10.14258/izvasu(2015)1.1-08.
Бутырский Е. Ю. Преобразование Гильберта и его обобщение // Научное приборостроение. 2014. Т. 24. № 4.
Эсбенсен, К. Анализ многомерных данных. Черноголовка, 2005.
Copyright (c) 2021 Александр Александрович Дмитриев
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.
