【摘 要】
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振动环境中螺栓连接结构连接状态的辨识问题属于非线性动力学的理论和应用基础问题，该问题长期以来都是国际上科学工程界研究的热点问题。但目前仍没有一套公认的成熟可靠的螺
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振动环境中螺栓连接结构连接状态的辨识问题属于非线性动力学的理论和应用基础问题，该问题长期以来都是国际上科学工程界研究的热点问题。但目前仍没有一套公认的成熟可靠的螺栓连接结构状态监测和辨识的理论或方法。本文基于典型螺接件紧固原理及声发射机理，通过大量的室内振动实验，提出了振动环境中基于声发射技术能量参数识别螺栓连接状态的方法。 试验首先对最简单的两点螺栓板条连接结构进行声发射信号的研究，提取声发射信号特征参量与螺栓连接状态的函数关系，进而研究四点螺栓圆板与八点螺栓壳体结构相应的函数关系。三种结构均从同步松动和局部松动两方面着手，并且通过不同位置的传感器信号，主要从能量角度深入分析声发射特征参量累计能量、当量能量及频域能量，最终提取能表征不同典型螺栓结构连接状态的声发射特征参量。 本文结合螺接件紧固原理、能量与振铃计数的物理含义以及声发射现象的本质原理，提出了一个全新的声发射特征参量-当量能量。 当量能量是衡量螺栓结构工作历程中的能量均值，对于材质及工作环境相对稳定的结构而言，在大时间尺度上其磨损程度相对稳定，因此在声发射信号采集历程中其磨损产生的当量能量相对稳定，是一个不依赖时间的参量;同时，当量能量的总体变化趋势为随扭矩的增大而降低，尤其对于连接结构较简单的两点板条及四点圆盘而言，当量能量随扭矩的变化较为敏感，是一个较理想的螺栓连接状态辨识指标。 为了提取螺栓连接状态识别函数，本文对当量能量进行了标准化处理，获取了相对当量能量指标REE在不同螺栓连接结构、不同激励环境下的变化趋势。试验表明，相对当量能量REE在适宜的激励环境中，对螺栓数目小、结构简单的螺接件松动辨识度较高，然而随着螺栓数目的增加，结构的复杂化程度加深，其适用性将下降，同时，其具体量化值应根据螺栓数目、结构等通过大量试验进行确定。本文研究为螺接结构的状态监测及识别提出一条新思路，亦为摩擦磨损过程在线监测提供一条可行途径。
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