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首页> 中文期刊> 《东北林业大学学报》 >木材表面裂纹对声发射信号传播特性的影响

木材表面裂纹对声发射信号传播特性的影响

         
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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.

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