焊接裂纹是影响焊接结构质量的严重缺陷。在焊接过程中，由于局部热剧烈变化与冶金材料因素的影响，焊缝在复杂应力作用下易产生裂纹，从而影响焊接结构的密封性。焊接裂纹缺陷检测是焊接生产过程中质量保障和安全服役的重要环节。本书面向焊接裂纹声发射检测的工程应用，详细介绍焊接裂纹声发射信号采集、焊接裂纹声发射信号谐波特性分析、焊接裂纹声发射信号降噪、焊接裂纹声发射信号到达时间识别、焊接裂纹声发射源定位与裂纹类型识别、焊接裂纹声发射信号时频特征提取和基于声发射信号特征的焊接裂纹识别，形成焊接裂纹检测的新理论和新方法，为焊接裂纹在线检测提供基础理论和关键技术。
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前言
第1章 绪论 1
1.1 焊接裂纹声发射检测的必要性与意义 1
1.2 焊接裂纹声发射检测的现状与发展 2
1.2.1 声发射检测技术在焊接质量监测中的应用 2
1.2.2 声发射信号分析与处理 3
1.2.3 焊接裂纹状态识别 5
1.3 焊接裂纹声发射检测内容及特征 6
1.4 本书主要内容 7
参考文献 9
第2章 焊接裂纹声发射信号采集 14
2.1 焊接裂纹声发射信号测试实验平台 14
2.2 焊机 15
2.3 横向拘束压力可调实验装置 16
2.3.1 实验台身主体 16
2.3.2 压力施加夹具 18
2.3.3 焊件安装夹具 20
2.4 声发射信号采集系统 20
2.4.1 声发射传感器选择 22
2.4.2 前置放大器参数设置 23
2.5 焊接裂纹声发射信号采集方案及实验 24
2.5.1 声发射信号采集方案 24
2.5.2 声发射信号采集实验 26
2.6 本章小结 28
参考文献 28
第3章 焊接裂纹声发射信号谐波特性分析 30
3.1 奇异值分解 30
3.1.1 奇异值分解理论 30
3.1.2 奇异值分解算法实现 31
3.2 有效谐波提取 32
3.3 谐波分析的有效信号提取 33
3.3.1 谐波分析的有效信号提取方法 33
3.3.2 谐波分析在仿真信号提取中的应用 34
3.4 焊接过程声发射信号幅频特性分析 37
3.4.1 焊件与夹具摩擦声发射信号幅频特性分析 37
3.4.2 焊接电弧冲击激励源声发射信号幅频特性分析 41
3.4.3 焊接结构裂纹激励源声发射信号幅频特性分析 45
3.5 本章小结 50
参考文献 50
第4章 焊接裂纹声发射信号降噪 53
4.1 经验模态分解基本原理 53
4.1.1 经验模态分解理论 53
4.1.2 经验模态分解的自适应性 55
4.2 小波包降噪的基本原理 56
4.2.1 小波包降噪理论 56
4.2.2 小波包降噪分析 58
4.3 焊接裂纹声发射信号降噪分析 60
4.3.1 基于经验模态分解和小波包降噪的方法 60
4.3.2 仿真信号降噪分析 61
4.3.3 铝合金平板结构焊接裂纹声发射信号降噪分析 70
4.4 本章小结 74
参考文献 75
第5章 焊接裂纹声发射信号到达时间识别 77
5.1 声发射信号到达时间识别方法 77
5.1.1 固定阈值法 77
5.1.2 互相关分析法 77
5.2 基于AR模型的AIC方法 79
5.2.1 AR-AIC方法基本理论 79
5.2.2 基于降噪处理的AR-AIC方法 82
5.3 焊接裂纹声发射信号到达时间识别方法 83
5.3.1 铝合金平板结构焊接裂纹声发射信号采集实验 83
5.3.2 焊接裂纹声发射信号到达时间识别分析 85
5.4 本章小结 88
参考文献 89
第6章 焊接裂纹声发射源定位 91
6.1 声发射源时差定位原理 91
6.2 声发射源定位算法 93
6.2.1 最小二乘定位算法 93
6.2.2 单纯形迭代定位算法 94
6.3 焊接裂纹声发射源定位分析 96
6.3.1 基于最小二乘法的单纯形迭代定位算法 96
6.3.2 铝合金平板结构焊接裂纹声发射源定位分析 97
6.4 本章小结 102
参考文献 102
第7章 焊接裂纹类型识别 104
7.1 矩张量反演基本理论 104
7.1.1 弹性波动理论 104
7.1.2 矩张量理论 106
7.1.3 矩张量反演方法 108
7.2 焊接裂纹声发射信号采集实验 110
7.2.1 实验设备与材料 110
7.2.2 铝合金平板结构焊接裂纹声发射信号采集 111
7.3 焊接裂纹类型识别 112
7.3.1 铝合金平板结构焊缝拉伸裂纹识别 112
7.3.2 铝合金平板结构焊缝剪切裂纹识别 116
7.4 本章小结 120
参考文献 120
第8章 焊接裂纹声发射信号时频特征提取 122
8.1 同步压缩小波变换的基本理论与算法 122
8.2 同步压缩小波变换分解方法 125
8.2.1 同步压缩小波变换参数选取 125
8.2.2 基于频率特征的同步压缩小波变换分解 130
8.2.3 同步压缩小波变换分解方法的应用 132
8.3 焊接裂纹声发射信号特征主成分分析 136
8.3.1 主成分分析方法 136
8.3.2 焊接裂纹声发射信号计算与分析 137
8.4 焊接裂纹声发射信号近似熵 141
8.4.1 近似熵计算方法 141
8.4.2 焊接裂纹声发射信号近似熵计算 143
8.5 焊接裂纹声发射信号特征构建 144
8.5.1 焊接裂纹声发射信号特征构建方法 144
8.5.2 焊接裂纹声发射信号特征构建方法的应用 145
8.6 本章小结 148
参考文献 149
第9章 基于声发射信号特征的焊接裂纹识别 151
9.1 基于HMM的焊接裂纹识别 151
9.1.1 HMM基本理论与算法 151
9.1.2 HMM结构 155
9.1.3 HMM在焊接裂纹识别中的应用 157
9.2 基于SVM的焊接裂纹识别 158
9.2.1 SVM基本理论与算法 158
9.2.2 SVM模型 160
9.2.3 SVM在焊接裂纹识别中的应用 161
9.3 基于HMM-SVM的焊接裂纹识别 162
9.3.1 基于HMM-SVM的焊接裂纹识别模型 162
9.3.2 基于HMM-SVM的焊接裂纹识别模型的应用 163
9.4 焊接冷却过程裂纹声发射信号识别 164
9.4.1 焊接冷却过程裂纹声发射信号采集实验 164
9.4.2 焊接冷却过程裂纹声发射信号特征提取 165
9.4.3 焊接冷却过程裂纹状态识别 170
9.5 本章小结 174
参考文献 174
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