基于声发射技术的登高车齿轮箱箱体试验方法???    中山横栏镇登高车出租,  中山登高车出租,  登高车出租        通常对齿轮箱的检测手段有性能参数分析法、振动分析法、油液分析法、噪声分析法和声发射分析法。希望能够对登高车齿轮箱箱体的损伤过程进行表征与建模，能够从早期损伤演化中实时的对箱体进行故障诊断和预测箱体的剩余寿命，而油液分析法不满足实时性，振动和噪声分析法又对材料早期损伤不具有敏感性，因此本研究将声发射分析法与性能参数分析法相结合，利用声发射信号表征箱体损伤的性能退化过程，来对箱体的损伤过程进行实时监测与表征。本项研究中的具体对象为登高车齿轮箱箱体，对箱体要实现无损实时监测，箱体失效主要以裂纹形式来表现，而裂纹的产生正与声发射信号的检测原理相吻合，因此采用声发射技术对箱体及其材料进行无损实时监测。登高车齿轮箱箱体在实际运行中处于持续的疲劳加载过程之中，在长时间服役条件下齿轮箱箱体极易产生疲劳损伤；同时，外界碎石飞濺等的硬物撞击，也将使箱体产生拉伸损伤。因此本项研究中，基础材料的试验主要从拉伸试验和疲劳试验两方面进行，箱体结构的试验在登高车齿轮箱型式试验时通过对箱体关键结构位置布点声发射探头来进行。将首先介绍声发射技术，随后介绍搭载声发射系统的箱体材料拉伸试验、疲劳试验和箱体结构的型式试验，最后将给出加速试验寿命的等效关系。

     声发射技术材料受外力或内力作用产生变形或断裂，以弹性波形式释放出应力－应变的现象称为声发射，又称为应力波发射、应力波微振动。声发射是一种常见的物理现象，当材料内部应变能释放的足够大，这种声音就能被人耳听至ＩＪ，比如撕纸的声音。２０世纪５０年代初，铜、锌、铝、等纯金属或合金在变形中的声发射现象被德国人Ｋａｉｓｅｒ发现。能够被人耳直接听到的声发射现象属于少数，声发射信号的强度差异很大，而在工程中的声发射信号的应变能都很小，声发射信号的强度很弱，如材料内部裂纹的萌生与扩展、塑性与断裂变形等，必须借助现代测试技术手段——传感器，将声发射信号转换为电信号，进而判断声发射的产生及其形态特征。目前业界广泛采用的声发射仪有美国物理声学公司（ＰＡＣ）的声发射采集系统以及德国Ｖａｌｌｅｎ公司ＡＭＳＹ的声发射采集系统，声发射检测系统不仅适用于现场测试，也适用于实验室研究。 材料失效的重要机制是在一定载荷作用下的变形与裂纹扩展，能够产生上述变形和断裂的源可以被认为是典型的声发射源。内应力的变化可由多种因素引起，材料在加工、处理和使用中，只要发生变形或裂纹扩展，都将产生声发射信号，且弹性波在声发射源处将最终传播至材料表面，铝合金拉伸曲线与声发射信号的关系。

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     铝合金材料拉伸损伤拉伸曲线与声发射振铃计数－伸长曲线声发射信号分为连续型和突发型两种。前者是由大量小的突发型信号组成的，这时连续信号的脉冲相互之间由于太密集不可直接分辨；后者由脉冲信号组成，这种脉冲信号区别于背景噪声，在时间上同样可以区分开。常用的声发射信号分析方法可分为两大类，参数分析方法和波形分析法。前者通过整理与分析声发射信号波形特征的参数来实现；后者通过时域分析与频域分析来对声发射波形进行处理来实现。声发射信号参数分析方法主要在时域范围内进行分析，分析方法主要有基本表征参数分析、统计特征参量分析及相关分析。声发射信号参数分析法在实际工作操作中分析速度快，直观、简单，具有较强的实用性，应用广泛。

    在时域分析法诊断中，声发射信号的数字特征和概率分布作为分析和诊断的依据；频域分析法结合频谱图的结构和特征频率的差频，对声发射信号的特征在频域中进行研究，声发射源特征的信息可以通过借助声发射信号的频域分布特性来进行反映。作为一种实时无损检测方法，声发射技术探测到的能量来自于被测构件或材料内部变形或裂纹扩展时自身的应力应变能，无需外部提供能量；在检测中，声发射探头与被测构件的布置与环境要求不高，异常温度、易燃易爆等恶劣环境均可应用；检测结构的整体尺寸对声发射检测影响不大，对于结构复杂的构件适用性强。基于上述声发射检测的特点，声发射技术在金属材料、复合材料的无损检测中应用广泛，在压力容器、管道、桥梁等结构完整性检测、设备故障诊断、构件裂纹检测、流体泄露监测中己经有成功的应用，并相应地发展了声发射信号处理技术。在本项研究中，考虑登高车齿轮箱为铸造结构，比较复杂，且对登高车齿轮箱箱体的监测需要通过一种无损实时的检测方式，将选用声发射检测技术对箱体进行监测，利用声发射信号的参数分析法，运用统计分析、人工智能等方法对声发射信号进行处理，实现箱体损伤过程的监测、故障诊断及剩余寿命预测。下面的小节将详细介绍搭载声发射系统的箱体材料试验及齿轮箱台架试验。

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