刘永坚，黄振峰，2，毛汉领，2

（1.广西大学广西制造系统与先进制造技术重点实验室，广西 南宁530004；2.广西大学机械工程学院，广西 南宁530004）



基于最大Lyapunov指数的金属疲劳损伤过程研究

刘永坚1，黄振峰1，2，毛汉领1，2

（1.广西大学广西制造系统与先进制造技术重点实验室，广西 南宁530004；2.广西大学机械工程学院，广西 南宁530004）

摘要：建立一种基于混沌特征演化分析的金属疲劳损伤过程的监测方法，通过计算金属疲劳损伤过程声发射信号的混沌特性参数分析其疲劳损伤程度。利用声发射技术采集了金属在不同疲劳损伤阶段的声发射信号。采用C-C法计算了金属在不同疲劳损伤阶段声发射时间序列的延迟时间和嵌入维数，然后进行相空间重构。计算金属在不同时间段声发射时间序列的最大Lyapunov指数，分析结果表明：金属在不同疲劳损伤阶段声发射时间序列具有混沌特征，最大Lyapunov的变化趋势与金属疲劳损伤程度具有一定的关联，用混沌理论可以较好的揭示金属疲劳损伤过程的动力学特性，这为金属疲劳损伤程度的在线监测及预测提供了新思路、新方法。

关键词：声发射；疲劳损伤；相空间重构；最大Lyapunov指数

金属材料或构件在服役过程中，容易产生疲劳裂纹，在交变应力的作用下，疲劳裂纹不断扩展，最终导致疲劳断裂。断裂一旦发生，可能会带来灾难性的后果。因此，研究金属疲劳损伤过程并对其进行在线监测和损伤诊断具有重大的现实意义和经济价值。结构在裂纹萌生、扩展和断裂的过程中会释放出瞬态弹性波，声发射技术正是利用高灵敏度的传感器采集了瞬态弹性波引起的表面结构的振动，并将其转化为电信号，信号经过处理和分析得到缺陷的相关信息。……