[发明专利]基于功率谱重心的AZ31镁合金疲劳损伤状态表征与定量评估系统

摘要

本发明公开了一种基于功率谱重心的AZ31镁合金疲劳损伤状态表征与定量评估系统，该系统的原始波形信号提取单元（1）对多路传感信息Sn进行模数转换后输出声发射波形信息fO(T)；疲劳损伤状态矩阵分析单元（2）处理输出疲劳损伤状态矩阵K＝[A，FPSC]给疲劳损伤等级评定单元（3）和预警单元（4）进行评定和报警。本发明通过声发射技术对在役AZ31镁合金结构件进行监测，得到声发射信号表示的疲劳损伤状态信息，并采用功率谱重心法对其疲劳损伤状态进行定量评估，并评定疲劳损伤等级。应用本发明能够对AZ31镁合金结构件疲劳损伤状态进行直观、定量、实时的评估判断，从而做出预警，减少装备及人员伤亡等损失。

主权项

1.一种基于功率谱重心的在役AZ31镁合金结构件疲劳损伤状态表征与定量评估系统，其特征在于：该系统由原始波形信号提取单元（1）、疲劳损伤状态矩阵分析单元（2）、疲劳损伤等级评定单元（3）和预警单元（4）组成；其中，疲劳损伤状态矩阵分析单元（2）由疲劳损伤状态幅值分析模块（21）和疲劳损伤状态功率谱分析模块（22）组成；所述的疲劳损伤状态功率谱分析模块（22）由疲劳损伤信号时频转换模块（22A）和疲劳损伤信号功率谱重心计算模块（22B）组成；原始波形信号提取单元（1）对接收的多路传感信息S_n进行模数转换后输出声发射波形信息f_O(T)；疲劳损伤状态幅值分析模块（21）依据电压幅值关系A＝20logV_max-40对声发射波形信息f_O(T)进行处理，得到疲劳损伤状态信号幅值A；疲劳损伤信号时频转换模块（22A）采用傅里叶变换对声发射波形信息f_O(T)进行处理，得到频谱估计的功率谱信息ω(F)；疲劳损伤信号功率谱重心计算模块（22B）对接收到的功率谱信息ω(F)依据功率谱重心关系进行处理，得到疲劳损伤信号功率谱重心F_PSC；由疲劳损伤信号幅值A和疲劳损伤信号功率谱重心F_PSC共同构成了反映AZ31结构件疲劳损伤状态的疲劳损伤状态矩阵K＝[A，F_PSC]，然后将疲劳损伤状态矩阵K＝[A，F_PSC]传递给疲劳损伤等级评定单元（3）；疲劳损伤等级评定单元（3）对K＝[A，F_PSC]进行疲劳损伤状态评定；预警单元（4）接收到报警启动信号后，触发启动开关输出提示音。