A Method Based on HHT for Acoustic Emission Source Location
摘 要
为了应对空间碎片的威胁, 研制了一种基于声发射技术的用于实时监测空间碎片撞击航天器的在轨感知系统。对平面声发射源精确定位技术提出了需求。声发射信号属于非平稳随机信号, 传统的小波变换无法充分获得其中携带的信息。利用HHT技术分析声发射信号波形, 改进了A0模态到达时刻的确定算法, 提高了线定位精度。在此基础上, 将平面定位问题转化为求取函数最小值的优化问题, 并利用单纯形法进行求解。在铝合金板上对铅芯折断波源进行了定位试验, 结果表明, 相对于小波变换, HHT更适于分析声发射信号; 改进后的线定位方法和双时标法可有效应用于各向同性板的定位问题。研究结果为空间碎片在轨感知系统的研制提供了参考。
Abstract
To response the threats of space debris, the space debris sensing system in orbit is employed to monitor the impact events. A system based on acoustic emission(AE) technique gets great attention, this promotes a demand for pinpoint method for AE source location. AE waveform is non-stationary and random, wavelet transform is not suitable to its analysis. Hilbert Huang Transform(HHT) is utilized to analyze the AE waveform, utilizing an improved algorithm for computing arrive time of A0 mode wave, the linear source location precision is improved. A bivariant function is used to present the planar location problem, and the simplex method is used to solve the problem. Experiments have also been carried out on aluminium alloy sheets using a lead-break AE source. The experimental results indicate that: HHT is more suitable to analyze the AE waveform, the improved liner location method and the planar location method can be used in the isotropy sheets effectively. The result provides a reference for the development of the sensor systems to detect impacts on spacecraft.
中图分类号 TP274+.2 TG115.28
所属栏目 科研成果与学术交流
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收稿日期 2009/2/17
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备注庞宝君(1963-), 男, 教授, 博士生导师, 主要研究方向为空间碎片超高速撞击、航天器防护、航天器空间环境效应及其对策。
引用该论文: PANG Bao-Jun,LIU Zhi-Dong,TANG Qi. A Method Based on HHT for Acoustic Emission Source Location[J]. Nondestructive Testing, 2010, 32(1): 1~5
庞宝君,刘治东,唐 颀. 基于HHT变换的声发射源平面定位方法[J]. 无损检测, 2010, 32(1): 1~5
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参考文献
【1】朱毅麟.空间碎片环境近况[J].中国空间科学技术, 1996, (6): 19-28.
【2】刘武刚, 庞宝君, 韩增尧, 等.天基在轨空间碎片撞击感知系统研究现状及关键技术[J].导弹与航天运载技术, 2008(3): 28-32.
【3】唐颀, 庞宝君, 韩增尧, 等.声发射Lamb 波计算及其空间碎片撞击监测应用[J].强度与环境, 2008, 35(2): 43-49.
【4】Surgeon M, Wavers M. One sensor linear location of acoustic emission events using plate wave theories[J]. Materials Science and Engineering, 1999, A265(1-2): 254-261.
【5】龚仁荣, 顾建祖, 骆英, 等.基于Lamb波频散特性的声发射源平面定位新方法[J].无损检测, 2006, 28(10): 521-525.
【6】孟涛, 何仁洋, 吴斌, 等.HHT在声发射信号模态分析中的应用[J].无损检测, 2008, 30(1): 17-20.
【7】Huang E, Shen Z, Long R. A New View of Nonlinear Water Waves: the Hilbert Spectrum[M]. FluidMech, 1999, 31.
【8】钟佑明.希尔伯特——黄变换局瞬信号分析理论的研究[D].重庆: 重庆大学, 2002.
【9】Lagarias J C, Reeds J A, Wright M H, et al. Convergence properties of the nelder-mead simplex method in low dimensions[J]. SIAM Journal of Optimization, 1998, 9(1): 112-147.
【10】唐颀, 庞宝君, 韩增尧, 等.单层板超高速撞击声发射波的频谱特征分析[J].宇航学报, 2007, 28(4): 1059-1064.
【2】刘武刚, 庞宝君, 韩增尧, 等.天基在轨空间碎片撞击感知系统研究现状及关键技术[J].导弹与航天运载技术, 2008(3): 28-32.
【3】唐颀, 庞宝君, 韩增尧, 等.声发射Lamb 波计算及其空间碎片撞击监测应用[J].强度与环境, 2008, 35(2): 43-49.
【4】Surgeon M, Wavers M. One sensor linear location of acoustic emission events using plate wave theories[J]. Materials Science and Engineering, 1999, A265(1-2): 254-261.
【5】龚仁荣, 顾建祖, 骆英, 等.基于Lamb波频散特性的声发射源平面定位新方法[J].无损检测, 2006, 28(10): 521-525.
【6】孟涛, 何仁洋, 吴斌, 等.HHT在声发射信号模态分析中的应用[J].无损检测, 2008, 30(1): 17-20.
【7】Huang E, Shen Z, Long R. A New View of Nonlinear Water Waves: the Hilbert Spectrum[M]. FluidMech, 1999, 31.
【8】钟佑明.希尔伯特——黄变换局瞬信号分析理论的研究[D].重庆: 重庆大学, 2002.
【9】Lagarias J C, Reeds J A, Wright M H, et al. Convergence properties of the nelder-mead simplex method in low dimensions[J]. SIAM Journal of Optimization, 1998, 9(1): 112-147.
【10】唐颀, 庞宝君, 韩增尧, 等.单层板超高速撞击声发射波的频谱特征分析[J].宇航学报, 2007, 28(4): 1059-1064.
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