用于航空发动机转静件碰摩定位诊断的近场声发射波束形成法

以航空发动机转静子碰摩故障为研究对象，提出基于近场波束形成法的碰摩声发射源定位新方法。本项目首先利用导波理论研究声发射信号在静子中的传播特性，并分析该特性与声波在空间传播特性的差异，构建圆柱面上的声发射波束形成法；然后结合仿真和实验研究多模态及频散现象对声发射波束形成法定位效果的影响，并利用局部均值分解和频散曲线进行模态分离和频散补偿，建立高精度的近场声发射波束形成法；将该方法应用于航空发动机转静子碰摩定位和分类。本项目的研究工作不但对航空发动机碰摩故障定位定量诊断具有重要价值，而且可为结构无损检测声发射源定位提供一种新方法。

本项目针对航空发动机转静件碰摩故障定位的难题，引入和发展了声发射波束形成法，并应用于碰摩定位中。首先构建了板状结构损伤声发射波传播特性仿真模型，提出了消减边界反射的方法，研究了声发射热弹耦合有限元数值模拟技术，结合导波理论分析了声发射信号在静子中的传播特性；提出了级联数学形态学滤波器降噪方法，实现了声发射信号中脉冲噪声的消除；结合仿真分析了不同参数和传播特性对波束形成定位性能的影响规律，提出了高精度声发射波束形成定位方法和L型稳健声发射源定位方法，消减了多模态、频散现象及定位速度测试误差对定位结果的影响，提高了声发射波束形成法的定位能力；在此基础上，结合传播特性和声发射波束形成法定位性能，构建圆柱面上的碰摩声发射波束形成法，最后通过旋转机械碰摩定位实验进行验证。本项目的研究工作不但对旋转机械碰摩故障定位定量诊断具有重要价值，而且可为结构无损检测声发射源定位提供一类新方法。