AE在木材加工中的应用.pdf

and Design AE在木材加工中的应用 of in acousticemissionwood Application processing 朱典想 (南京林业大学木材工业学院) 中图分类号：TB523 屑在前刀面上的滑动，断裂屑瓣撞击前刀面，产生 前言 超越裂缝时的劈裂及切屑断裂，切削平面以下木 目前为止，声发射技术作为一种全新的无损 材层和后刀面的摩擦。因此，在木材切削过程中 检测方法，在发达国家已得到广泛应用，我国的声 产生非常丰富的声发射信号。 发射技术起步于70年代，通过几十年的发展，已广 AE信号可分为突发型和连续型两种。突发 泛应用于许多领域，如用于压力容器、管道的检 型AE信号是在表面上开裂时产生的，其信号幅值 测，核工业、航空、航天工业重要部位的检测等，金 较大，各声发射事件之问间隔较长，如刀具的异常 属材料、复合材料及磁性材料的声发射检测等，也 磨损、破损时释放的弹性波能量转换成声音传播， 用在金属切削中。在木材加工领域内，AE早已应 主要发出非周期的AE信号。连续型声发射信号 用在木材及其制品的非破坏检测及干燥应力的监 幅值较低，事件发生的频率较高，以致难以分为单 测等方面。在木材切削方面，国内研究虽还是一 独事件，比如由木材的弹塑性变形和正常切削发 片空白，但日美等国家已做了一系列研究，并逐步 出的AE信号等。 在生产中应用。 由于AE提供了工件、刀具等状态变化的有关 信息，故是一种良好的木材切削在线监测手段。 l 声发射技术简介(定义、测量、分析) 1．2声发射信号特征参数 1．1木材切削中的声发射 (1)声发射事件 在产品加工过程中，由于加工应力的作用，被 图1是一个突发型信号的波形，经过包络检波 加工工件的材料缺陷地区应力集中，导致该区域 后，波形超过预置的阈值电压形成一个矩形脉冲。 能量集中。当材料的受力达到一定程度后，使得 如果一个突发型信号形成一个矩形脉冲叫做一个 缺陷地区开始发生微观屈服变形，于是应力得到 事件，这些事件脉冲数就是事件计数。单位时间 松驰，多余能量以应力波的形式向外释放。这种 的事件计数称为事件计数率，其计数的累计则称 在材料中传播的应力波就叫做声发射(Acoustic为事件总数。图2是一个声发射信号的振铃波形， 设置某一阈值电压，振铃波形超过这个阈值电压 Emission，简称AE)。声发射波的频率范围很宽， 从次声频、声频直到超声频，可包括数Hz到数 的部分形成矩形窄脉冲，计算这些振铃脉冲数就 MHz；其幅度从微观的微错运动到大规模宏观断 是振铃技术。图示的振铃计数为5。这是对振幅 裂，在很大范围内变动。 加权的一种计数方法，如果改变阈值电压，则振铃 木材切削过程中，机床、刀具和工件中任何一