石鹏飞,马瑞雪

（中国电子科技集团公司第二研究所，山西太原030024）



关键零件疲劳分析

石鹏飞,马瑞雪

（中国电子科技集团公司第二研究所，山西太原030024）

摘要：基于声发射检测平台，提取某关键零件的声发射参数。通过不同时间段的波形分析，频谱分析，得出了该零件疲劳声发射信号的特征频率为109.4 kHz～370.0 kHz；绘制了撞击数，相对能量值，样本均方根值以及频域能量相对时间的累积值；结合断裂分析，验证了疲劳扩展的三个阶段。

关键词：声发射；疲劳扩展；特征频率

齿轮、齿轮轴等关键零件的疲劳失效会对整个机械结构造成重大的破坏。因此对这些关键零件疲劳失效的研究工作显得尤为重要。目前对于一些关键零部件的故障信号检测主要集中于振动分析［1］，究其原因，主要是因为零件在发生故障时，振动频率和振幅会发生明显的变化，比较容易检测到。但振动检测手段不能有效的预测故障的发生，只能在发生故障时或者发生故障后进行分析，并不能及时有效地应对未知的故障。对于故障前期发生的微弱振动，振动检测手段不能有效地监测，而声发射技术的出现，弥补了这一不足［2］。

1　声发射技术

金属材料的内部或表面局部存在缺陷，在受交变载荷的过程中，这些区域的应力高度集中。材料在不断加载的过程中，不断的积累能量。这些区域的晶体活动较为频繁，局部高应力将导致局部晶体高密度的位错运动，在这些运动过程中，将前一时期积累的能量快速地释放，发出瞬态弹性应力波。……