[发明专利]基于谐波小波包的直升机部件声发射信号传播特性的测试方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于谐波小波包的直升机部件声发射信号传播特性的测试方法，属于直升机机械部件声发射检测技术领域。

背景技术

直升机机械部件的疲劳试验是确定直升机主要构件的使用时效，保证直升机安全使用的重要手段。在直升机部件的疲劳试验中，利用声发射技术(Acoustic Emission，AE)监测可以更早发现损伤的萌生、位置、类型等情况，能有效的发现损伤部位和损伤的程度。因此开展直升机机械部件声发射检测技术的研究，进一步改进和提高疲劳试验状态下损伤检测的效率和精度，对准确评估直升机各重要部件寿命及安全性是非常有意义的。

应用声发射技术对设备进行无损检测时，主要有两个方面的影响因素：一个是背景噪声的干扰；另一个是声波传播过程中发生衰减、反射、模式转换等使接收到的信号与声发射源信号存在差异。噪声的存在影响波形分析的可靠性，而波的传输特性是设备无损检测的基础。因此在应用声发射技术进行检测之前，必须研究波在设备上的传播特性。

大量的研究表明，声发射信号的传播特性由于受到传输距离、结构的连续性以及复杂性等因素的影响，会导致采集信号发生较大的失真。现有对声发射信号的传播特性采用传统的小波包进行分析，而传统的小波包分析存在很多缺点：首先，由于传统小波不具有理想盒形的频谱特性，会造成相邻频段能量泄露；其次，传统小波包频带以2的倍数划分，不能任意选取感兴趣的频带进行分析；再次，每分解一层小波系数就会减半，造成不同层频率分辨率不同。以上缺点使得传统小波包分析在分析精度、使用灵活性上存在一定局限性。

发明内容

为了解决对声发射信号的传播特性采用传统的小波包进行分析存在的能量泄露及频带选取不灵活的问题，提供一种基于谐波小波包的直升机部件声发射信号传播特性的测试方法。

本发明所述基于谐波小波包的直升机部件声发射信号传播特性的测试方法，它包括以下步骤：

将A个声发射传感器等间隔排列布置在待测直升机部件的表面上，对待测直升机部件做标准断铅试验产生测试信号，同时采集A个声发射传感器采集到的声频信号，A为正整数；对每一个声发射传感器采集到的信号进行处理的过程相同，具体过程为：

步骤一、采集每个声发射传感器获得的测试信号x(r)，r＝1，2....N，N为采集的测试信号x(r)的点数，并且为大于2的整数；

步骤二、根据所述测试信号x(r)的带宽范围和频段范围确定分解层数j和频率带宽B，其中j为正整数，

B＝f_s/2^j+1，

式中f_s为测试信号的奈奎斯特频率，

计算获得频带的上限频率m和下限频率n：

m=pBn=(p+1)B,p=0,1,···,2j-1,]]>

步骤三、计算获得谐波小波的频域频段值

式中ω为测试信号x(r)的角弧度；

步骤四：对测试信号x(r)进行FFT变换得到频域离散值

步骤五：根据频域离散值计算频域频段值的小波变换式：