【摘要】：木材作為一種可再生資源,一直以來都是非常重要的建筑材料,近幾年得益于膠合木硬度高、物理性能穩(wěn)定等特點,逐漸成為建造體育場、游樂場等大型結構建筑的主要原材料。由于木結構規(guī)格材均屬于各項異性材料,傳統(tǒng)的無損檢測方法并不適用于木材的內(nèi)部損傷監(jiān)測,同時也無法實現(xiàn)對大型木結構建筑的實時檢測,因此急需一種實時有效的無損檢測方法。聲發(fā)射技術是一種新型的、主動式的無損檢測技術,能夠?qū)Ρ粶y試件內(nèi)部的應力變化實現(xiàn)在線監(jiān)測。通過人工模擬聲發(fā)射源的方式,采集膠合木梁的聲發(fā)射信號,并分析信號在橫、縱兩個方向上的傳播特征,同時建立傳感器與聲發(fā)射源的位置分布矩陣實現(xiàn)聲發(fā)射源的定位,從而得到內(nèi)部應力集中的范圍。與此同時,運用信號相關性原理估算聲發(fā)射源的位置,初步記錄膠合木結構建筑可能發(fā)生開裂的部位,以便提前對其進行加固處理。針對聲發(fā)射信號在膠合木中的傳播特性,論文主要做了以下研究:1.利用NI公司的高速數(shù)據(jù)采集卡、壓電傳感器、前置放大器搭建了一套聲發(fā)射信號采集平臺,同時結合Matlab軟件建立了聲發(fā)射信號的小波分析平臺,實現(xiàn)了聲發(fā)射信號的多通道采集以及從噪聲中析取出來。文中首先以花旗松膠合木梁為研究對象,采用鉛芯折斷和連續(xù)兩次滑動的方式人工模擬聲發(fā)射源,通過兩通道采集系統(tǒng)采集花旗松上、下表面的聲發(fā)射原始信號。同時利用db小波對采集的信號進行分解與重構,從而得到花旗松聲發(fā)射信號的頻率與傳播特性,研究表明花旗松聲發(fā)射信號平穩(wěn)且主要集中在70 kHz,此時信號在花旗松表面的傳播速度為514.29 m/s,內(nèi)部的傳播速度為422.45 m/s,且采用小波分析能夠?qū)ⅰ把蜎]”在噪聲中的信號析取出來。2.利用聲發(fā)射技術對不同含水率的云南松表面聲發(fā)射信號進行采集并比較。結果表明,隨著含水率的增加,AE信號的時域波形幅值呈衰減趨勢;AE信號在試件表面?zhèn)鞑サ钠骄俾逝c含水率成反比例增長,在絕干狀態(tài)下平均傳播速率達到最大值為4208.77 m/s,而在飽水狀態(tài)平均速率僅為1414.07 m/s;從重構后的信號頻域分布可以發(fā)現(xiàn),四種含水狀態(tài)下試件的頻域波形均主要集中在40~150 kHz之間。3.利用互相關分析法對膠合木板表面聲源進行線性定位,同時結合最小二乘法實現(xiàn)馬尾松膠合木梁聲發(fā)射源的空間定位。首先利用小波變換對采集的信號進行小波分解,提取有意義頻帶的信號進行波形重構,隨后對重構后的信號進行互相關分析,求得信號到達兩傳感器的時間延遲,最后根據(jù)所測得試件中信號的傳播速度求出聲源的位置。結果表明互相關是一種適合于膠合木聲發(fā)射源定位的方法,為研究不同材質(zhì)膠合木內(nèi)部損傷和斷裂定位提供參考。
【圖文】：

圖 1-1 聲發(fā)射技術基本原理Fig.1-1 Basic principle of acoustic emission technique對聲發(fā)射信號的分析與應用領域主要包括對聲發(fā)射源進行局部定位、探究聲發(fā)射信號的傳播特征、估算聲發(fā)射信號產(chǎn)生的時間段或波形持續(xù)狀態(tài)、判斷材料是否存在

圖 2-3 Mallat 算法的頻帶逐級分解（3 級）Fig.2-3 Frequency band decomposition of Mallat algorithm（three-level）常見的小波基函數(shù)
【學位授予單位】：西南林業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TB302.5

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