木材表面裂纹对声发射信号传播特性的影响

编号 zgly0001721529

文献类型 期刊论文

文献题名 木材表面裂纹对声发射信号传播特性的影响

作者 王明华  邓婷婷  鞠双  李新慈  李晓崧  李明 

作者单位 西南林业大学 

母体文献 东北林业大学学报 

年卷期 2020年10期

年份 2020 

分类号 S781 

关键词 木材  表面裂纹  声发射  小波分析 

文摘内容 为了探索木材表面裂纹对声发射(AE)信号特性和传播规律的影响,通过人为制造裂纹和AE源的方式,研究AE信号在樟子松试件表面顺纹方向的传播规律。首先,在无缺陷的试件表面通过锯缝的方式制造3种不同规格裂纹,再参照ASTM-E976标准在试件表面采用铅芯折断的方式产生人工AE源,在试件表面3个不同的固定位置,利用采样频率为500 kHz的高速数据采集系统获取AE信号。其次,为了降低噪声对AE信号的影响,对原始AE信号进行5层小波分解,并依据分解后的细节信号时频域特征重构AE信号,进而分析裂纹及裂纹深度对AE信号频域特征的影响。再次,采用基于信号相关性分析的时差定位法计算AE信号的传播速度,并通过比较分析方法,研究裂纹及裂纹深度对AE信号传播特性的影响。最后,采用具有自然裂纹的樟子松试件进行实验,并与人工裂纹试件进行对比,进一步研究木材表面实际裂纹对AE信号传播特性的影响。结果表明:人工裂纹的存在主要影响AE信号的频率分布,随着试件表面人工裂纹深度的增加,AE信号主成分的频率逐渐变高,AE信号在带有人工裂纹的试件表面传播速度明显提高。但是,人工裂纹深度对AE信号的传播速度没有显著影响,4种试件表面AE信号速度沿同一方向的衰减分别为11.9%、6.0%、17.3%、10.1%,因此,人工裂纹深度与AE信号的传播速度的变化不存在明确的线性规律。自然裂纹试件中,AE信号传播速率与人工裂纹件无显著区别,其频谱特性与带有2 mm深裂纹试件最接近。研究结果提供了一种基于AE传播速度差异的木材表面裂纹无损检测方法,对于木材表面自然裂纹的检测具有一定的参考价值。