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复合地层盾构刀具磨损控制技术研究 被引量：20
1
作者 李强 甘鹏路 《现代隧道技术》 EI CSCD 北大核心 2020年第1期168-174,共7页
文章以杭州地铁2号线杭发厂站—人民路站盾构区间隧道工程为背景,首先对盾构穿越上软下硬复合地层段的刀具磨损情况进行了分析,揭示了刀具严重磨损所导致的一系列施工异常现象,包括盾构掘进参数异常、盾构出土异常、地表严重沉降等;其次... 文章以杭州地铁2号线杭发厂站—人民路站盾构区间隧道工程为背景,首先对盾构穿越上软下硬复合地层段的刀具磨损情况进行了分析,揭示了刀具严重磨损所导致的一系列施工异常现象,包括盾构掘进参数异常、盾构出土异常、地表严重沉降等;其次,针对盾构刀具非预见性严重磨损的工况,提出了地基加固结合常压换刀的处理方法,以及后续盾构掘进过程中土体改良、设备配置优化、参数控制等措施。结果表明,通过对复合地层的盾构施工措施进行优化,刀具磨损量控制在允许范围内。 展开更多
关键词 复合地层 盾构隧道 刀具磨损 掘进参数 地表沉降 控制措施
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盾构掘进中刀具磨损的跟踪检测 被引量：20
2
作者 马广州 《隧道建设》 2006年第A02期65-68,共4页
盾构施工中,不同类型的刀具因用于不同的地层其磨损方式不尽相同。通过研究,找到了刀具磨损的多种检测方法。并对掘进参数分析法用于刀具磨损检测进行简单的介绍,同时结合工程实例介绍这一方法的应用情况并进行分析。
关键词 盾构 刀具磨损 检测方法 掘进参数分析法 应用
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盾构切削刀具的布置规律及优化研究 被引量：15
3
作者 闫玉茹 黄宏伟 +3 位作者 程知言 王钜 周欣 吕亚林 《隧道建设》 2010年第5期508-512,599,共6页
根据盾构切削刀具的阿氏螺线布置规律,针对北京地铁四号线14标学院南路站—双榆树站区间盾构刀具的布置形式,推导该区间盾构刀具的阿氏螺线布置公式及规律;并通过对刀具实际磨损情况的分析和研究,提出减少刀具磨损的优化布置措施。研究... 根据盾构切削刀具的阿氏螺线布置规律,针对北京地铁四号线14标学院南路站—双榆树站区间盾构刀具的布置形式,推导该区间盾构刀具的阿氏螺线布置公式及规律;并通过对刀具实际磨损情况的分析和研究,提出减少刀具磨损的优化布置措施。研究有助于为同类工程盾构刀具的布置提供参考。 展开更多
关键词 盾构切削刀具 阿氏螺线 布置规律 刀具磨损
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基于推进参数的盾构刀具磨损预测模型研究 被引量：13
4
作者 曹利 邱龑 《现代隧道技术》 EI CSCD 北大核心 2017年第3期155-161,共7页
文章结合狮子洋隧道复合地层盾构施工,针对隧道穿越的以软岩为主的复合地层以及硬岩两种主要的地质条件,选取了盾构总推力、刀盘扭矩、推进速度和刀盘转速四项主要的推进参数为研究对象,详细分析了四个推进参数对刀具磨损的影响规律,并... 文章结合狮子洋隧道复合地层盾构施工,针对隧道穿越的以软岩为主的复合地层以及硬岩两种主要的地质条件,选取了盾构总推力、刀盘扭矩、推进速度和刀盘转速四项主要的推进参数为研究对象,详细分析了四个推进参数对刀具磨损的影响规律,并分析影响规律产生的内在原因;建立了刀具磨损量与四个推进参数之间的拟合表达式,为工程实际中减小刀具磨损及预测盾构在类似地层条件下的最长推进距离等提供理论依据。研究结论对于类似地质条件下盾构选型和实际施工有一定的指导价值。 展开更多
关键词 复合地层 盾构隧道 刀具磨损 预测模型 推进参数
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基于正交试验的盾构刀具磨损分析 被引量：9
5
作者 牛江川 陈琳 +1 位作者 刘进志 郭京波 《石家庄铁道大学学报（自然科学版）》 2015年第2期73-76,81,共5页
刀具磨损检测是盾构在复合地层施工中的一个重要研究课题。针对在盾构掘进时刀盘外圈刀具的磨损检测问题,采用正交试验法对掘进参数分析刀具磨损的方法进行了改进,建立了刀具磨损量计算的新模型。分析了掘进过程中总推力、刀盘转速、泡... 刀具磨损检测是盾构在复合地层施工中的一个重要研究课题。针对在盾构掘进时刀盘外圈刀具的磨损检测问题,采用正交试验法对掘进参数分析刀具磨损的方法进行了改进,建立了刀具磨损量计算的新模型。分析了掘进过程中总推力、刀盘转速、泡沫注入量对刀具磨损量的影响度,并对计算模型进行了显著性检验。最后,利用盾构施工实测数据对该计算模型进行了验证。研究结果表明,该模型计算的刀具磨损的检测结果与实际换刀是吻合的,并且可以对掘进参数的设置进行指导,以提高掘进效率。 展开更多
关键词 盾构刀具 正交试验 刀具磨损 掘进参数分析
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微观组织形貌对过共晶Al-18Si%合金切削加工性能的影响 被引量：4
6
作者 于庆东 顾恒恒 水丽 《沈阳理工大学学报》 CAS 2015年第5期62-65,共4页
研究过共晶Al-18Si%合金微观组织结构对其切削加工性能的影响,使用硬质合金刀具,在切削速度1000m/min下对化学成分相同但微观组织结构不同的Al-18Si%合金进行铣削加工实验。结果表明:经细化变质处理后,切削力幅值信号强度明显低于未细... 研究过共晶Al-18Si%合金微观组织结构对其切削加工性能的影响,使用硬质合金刀具,在切削速度1000m/min下对化学成分相同但微观组织结构不同的Al-18Si%合金进行铣削加工实验。结果表明:经细化变质处理后,切削力幅值信号强度明显低于未细化材料,刀具使用寿命显著提高,加工过程相对平稳。未细化处理材料中粗大、形貌不规则的硬质初晶硅颗粒易导致刀具发生崩刃、剥落和粘着磨损等形式;具有细小、弥散而分布均匀的初晶硅合金表现出较好的切削性能。 展开更多
关键词 AL-SI合金 微观组织 切削性能 切削力 刀具磨损
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我国硬岩掘进机的创新与实践 被引量：44
7
作者 洪开荣 王杜娟 郭如军 《隧道建设（中英文）》 北大核心 2018年第4期1-19,共19页
近年来,在TBM装备研发、推广应用力度不断加大的背景下,我国TBM设计、制造及施工技术均有了大幅度的提升,但与国外相对成熟的技术相比,在核心技术掌握及应用水平上还有一定的差距。在分析国内外TBM研究与应用现状的基础上,针对大瑞铁路... 近年来,在TBM装备研发、推广应用力度不断加大的背景下,我国TBM设计、制造及施工技术均有了大幅度的提升,但与国外相对成熟的技术相比,在核心技术掌握及应用水平上还有一定的差距。在分析国内外TBM研究与应用现状的基础上,针对大瑞铁路高黎贡山隧道所处地段存在的＂三高四活跃＂复杂地质条件,开展TBM设计方案研究工作：1）通过开展原型滚刀破岩及缩尺滚刀磨损试验,为TBM刀盘适应性设计及关键参数计算提供依据;2）从刀盘刀具高效破岩、TBM扩挖和集成式支护系统等方面对TBM设计方案进行论述;3）对搭载式HSP法、RTP岩体温度法2种超前地质预报技术进行研究。研究成果能够为复杂地质条件下高适应性TBM设计、制造及其在高黎贡山隧道工程中的应用奠定基础。 展开更多
关键词 硬岩掘进机 地质适应性 滚刀破岩试验 滚刀磨损试验 TBM设计 刀盘刀具 支护系统设计 超前地质预报
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大直径盾构掘进风险分析及对特大直径盾构挑战的思考 被引量：63
8
作者 钱七虎 陈健 《隧道建设（中英文）》 CSCD 北大核心 2021年第2期157-164,共8页
目前,基于建设规模和设计功能的需求,特大直径盾构已多次应用于铁路、公路、城市轨道交通、地下管廊等领域隧道工程建设。初步统计了国内外15.5 m以上的特大直径盾构隧道工程,总结了大直径盾构在掘进过程中的主要风险及常见问题,包括主... 目前,基于建设规模和设计功能的需求,特大直径盾构已多次应用于铁路、公路、城市轨道交通、地下管廊等领域隧道工程建设。初步统计了国内外15.5 m以上的特大直径盾构隧道工程,总结了大直径盾构在掘进过程中的主要风险及常见问题,包括主轴承损坏失效、盾构管片拼装脱出盾尾后上浮、刀具磨损随盾构直径增大而加剧、刀盘前泥饼粘结、渣土滞排、刀盘升温等,并结合案例分析其原因。针对特大直径盾构带来的事故风险,从土压盾构与泥水盾构主轴承密封问题、管片盾尾脱出后上浮风险、常压刀盘与常规刀盘的选择、泥饼粘结和渣土滞排难题、预探前方复杂地质、海中基岩爆破及注浆固结辅助处理等方面提出思考和建议。 展开更多
关键词 大直径盾构 主轴承密封 管片上浮 刀具磨损 泥饼粘结 渣土滞排 常规刀盘 常压刀盘 地质预探 基岩爆破 注浆固结
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基于CSM模型的硬岩TBM滚刀磨损预测方法 被引量：28
9
作者 李刚 朱立达 +1 位作者 杨建宇 王宛山 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第1期32-35,共4页
为解决硬岩TBM在掘进时滚刀磨损检测难的问题,以岩石断裂力学为理论基础,深入分析了TBM滚刀的破岩机理,并基于Colorado school of mincs(CSM)模型提出了一种新的滚刀磨损预测方法。通过滚刀与岩石相互作用的力学模型,利用刀盘比能预测... 为解决硬岩TBM在掘进时滚刀磨损检测难的问题,以岩石断裂力学为理论基础,深入分析了TBM滚刀的破岩机理,并基于Colorado school of mincs(CSM)模型提出了一种新的滚刀磨损预测方法。通过滚刀与岩石相互作用的力学模型,利用刀盘比能预测了滚刀的磨损。结合秦岭隧道工程实例,对滚刀磨损水平进行了量化研究,预测结果与实际情况相符,从而验证了模型的有效性。 展开更多
关键词 全断面硬岩掘进机 滚刀 滚刀磨损 磨损预测模型
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全断面隧道掘进机刀具异常磨损的识别分析 被引量：17
10
作者 赵维刚 刘明月 +1 位作者 杜彦良 张筑平 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第2期150-153,共4页
针对全断面隧道掘进机(TBM)施工过程中刀具过度磨损或异常磨损的识别问题,在分析TBM掘进效率影响因素和进行掘进状况无监督模式识别的基础上,利用现场掘进数据,得到场切深指数fFPI和切割系数C在不同掘进状况下的相互影响规律,据此提出... 针对全断面隧道掘进机(TBM)施工过程中刀具过度磨损或异常磨损的识别问题,在分析TBM掘进效率影响因素和进行掘进状况无监督模式识别的基础上,利用现场掘进数据,得到场切深指数fFPI和切割系数C在不同掘进状况下的相互影响规律,据此提出以两者作为TBM刀具异常磨损的二维特征识别参量,确定了此空间中的刀具异常磨损决策阈值。TBM刀具磨损的预测和异常磨损识别方法的确定,对于保障TBM的安全掘进以及提高其利用率和经济性具有重要意义。 展开更多
关键词 全断面隧道掘进机(TBM) 刀具磨损 识别 场切深指数 切割系数 秦岭隧道
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钛合金高速铣削刀具磨损的试验研究 被引量：15
11
作者 张义平 《工具技术》 北大核心 2007年第1期55-59,共5页
通过高速铣削钛合金TC4的切削试验,讨论了切削参数、刀具材料等对刀具磨损的影响。
关键词 钛合金 高速铣削 刀具磨损
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高强度高磨蚀地层TBM滚刀破岩与磨损研究 被引量：16
12
作者 洪开荣 《隧道与地下工程灾害防治》 2019年第1期64-73,共10页
针对引汉济渭秦岭隧洞岭南TBM工程面临的高强度高磨蚀地层TBM掘进困难、刀具消耗严重的问题,通过分析TBM前2 000 m试掘进段掘进参数与刀具消耗,提出掘进参数存在推力偏大、贯入度过大,转速较低、扭矩偏小的问题,不利于滚刀使用寿命、限... 针对引汉济渭秦岭隧洞岭南TBM工程面临的高强度高磨蚀地层TBM掘进困难、刀具消耗严重的问题,通过分析TBM前2 000 m试掘进段掘进参数与刀具消耗,提出掘进参数存在推力偏大、贯入度过大,转速较低、扭矩偏小的问题,不利于滚刀使用寿命、限制了TBM掘进速度;另外发现刀盘43#刀位附近刀具数量不足、区域耐磨性不够,刀盘刮碴不及时、刀具二次磨损严重等也是导致刀具消耗过快的原因。通过开展高强度硬岩滚刀破岩试验,发现刀刃间距在80～130 mm范围内均可实现有效破岩,但刀刃间距与贯入度比值S/p为25～30时,TBM破岩比能较低、破岩效率较高;通过开展高磨蚀地层缩尺滚刀磨损实验,发现滚刀破岩存在质量磨损速率急剧增加的临界贯入度,采用圆角刃滚刀可以有效降低滚刀磨损。研究结果可为如引汉济渭等高强度高磨蚀地层TBM刀盘刀具的设计和掘进参数的控制提供参考与借鉴。 展开更多
关键词 高强度硬岩 高磨蚀地层 TBM 引汉济渭 滚刀破岩 刀具磨损
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复杂地质条件下TBM刀具失效形式及原因分析与应对措施 被引量：13
13
作者 冯欢欢 王树英 +3 位作者 杨露伟 杨延栋 王文超 夏明 《隧道建设（中英文）》 CSCD 北大核心 2022年第1期130-136,共7页
为研究分析复杂地质条件、不合理掘进参数等与TBM刀具异常损坏、刀具消耗的关系,以利于TBM掘进效率和施工成本的控制,在系统阐述TBM刀具常见失效形式的基础上,研究分析总推力、刀盘转速、刀具贯入度等掘进参数及不同围岩单轴抗压强度、... 为研究分析复杂地质条件、不合理掘进参数等与TBM刀具异常损坏、刀具消耗的关系,以利于TBM掘进效率和施工成本的控制,在系统阐述TBM刀具常见失效形式的基础上,研究分析总推力、刀盘转速、刀具贯入度等掘进参数及不同围岩单轴抗压强度、石英质量分数等地质参数对刀具磨损及异常损坏的影响规律。以引汉济渭秦岭隧洞和中天山隧道工程为例,对刀具消耗及失效形式进行统计分析,并从刀具选型、检查及维修等方面,提出针对性的优化方法。最后,基于目前刀具配置及监测技术存在不足的现状,提出应进一步研发刀间距可调的刀具配置技术,以确保不同地质条件下的刀具破岩效率;同时,加强对TBM工作环境具有较强适应性的新型刀具状态监测系统的研发及应用。 展开更多
关键词 隧道 TBM 滚刀 复杂地质 掘进参数 刀具失效 刀具磨损
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全断面硬岩地层盾构掘进问题分析及解决措施 被引量：15
14
作者 杨梅 《铁道建筑技术》 2015年第5期54-57,共4页
以东莞~惠州城际轨道交通GZH-3标为依托,介绍了盾构在120~150 MPa的全断面硬岩地层中掘进时遇到的盾体被卡、刀具被磨损、管片上浮、错台及管片漏水等问题,同时对其原因进行了具体分析,给出了详细的解决措施;后续施工生产速度及工程质... 以东莞~惠州城际轨道交通GZH-3标为依托,介绍了盾构在120~150 MPa的全断面硬岩地层中掘进时遇到的盾体被卡、刀具被磨损、管片上浮、错台及管片漏水等问题,同时对其原因进行了具体分析,给出了详细的解决措施;后续施工生产速度及工程质量均取得了良好效果,在类似工程中具有一定的借鉴意义。 展开更多
关键词 全断面硬岩 盾构掘进 刀具磨损 错台 漏水
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PCBN刀具的磨损机理和干切削GCr15时的磨损与寿命 被引量：9
15
作者 刘献礼 肖露 +4 位作者 侯世香 严复钢 李振加 吕子涛 王锡山 《工具技术》 北大核心 2002年第5期3-7,共5页
研究了PCBN刀具的磨损机理和磨损形式。通过对干切削GCr15轴承钢时刀具的磨损形式及寿命进行试验研究 ,得出了工件硬度、切削速度对PCBN刀具磨损的影响规律以及工件硬度在临界硬度附近时刀具磨损速度最快的结论。加工两种硬度工件时的... 研究了PCBN刀具的磨损机理和磨损形式。通过对干切削GCr15轴承钢时刀具的磨损形式及寿命进行试验研究 ,得出了工件硬度、切削速度对PCBN刀具磨损的影响规律以及工件硬度在临界硬度附近时刀具磨损速度最快的结论。加工两种硬度工件时的刀具寿命方程表明 ,切削速度对PCBN刀具寿命的影响小于对硬质合金及陶瓷刀具寿命的影响。 展开更多
关键词 PCBN刀具 磨损机理 磨损 寿命 干式切削 轴承钢
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TBM掘进刀具磨损实时监测技术及刀盘振动监测分析 被引量：14
16
作者 张晓波 刘泉声 张建明 《隧道建设》 北大核心 2017年第3期380-385,共6页
受制于施工环境,TBM(tunnel boring machine)刀具磨损及刀盘振动实时监测问题一直难以解决。基于此,对滚刀和刮刀分别提出了基于电涡流传感器及电阻格栅的磨损实时监测系统,并通过试验建立了输出电压信号与磨损量之间的关系;同时,对吉... 受制于施工环境,TBM(tunnel boring machine)刀具磨损及刀盘振动实时监测问题一直难以解决。基于此,对滚刀和刮刀分别提出了基于电涡流传感器及电阻格栅的磨损实时监测系统,并通过试验建立了输出电压信号与磨损量之间的关系;同时,对吉林引松工程直径为8.03 m的隧道掘进机进行刀盘振动现场监测,并对振动响应进行时域及频域分析。结果表明:在一定地质条件下,随着贯入度的增大,刀盘振动值逐渐变大;刀盘空转频域曲线表现为局部峰值、整体幅值较小的特点,正常掘进时振动幅值明显较大的几个频率范围与刀盘空转时几个波峰对应的频率范围相同,在制作刀盘时其固有频率要尽量避开这几个频率范围,防止产生共振。 展开更多
关键词 TBM 刀具磨损 电涡流传感器 电阻格栅 刀盘振动监测 振动响应分析
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全断面岩石隧道掘进机滚刀磨损影响因素分析 被引量：12
17
作者 杨延栋 陈馈 +1 位作者 郭璐 李星 《隧道建设》 北大核心 2016年第11期1394-1400,共7页
为了有效控制和降低全断面岩石隧道掘进机施工时滚刀的磨损,较准确地预测滚刀的磨损量,通过室内实验和现场实验从地质影响因素和机械影响因素2个方面对滚刀磨损问题进行了分析。通过水泥试样实验,得出等效石英含量EQC和单轴抗压强度UCS... 为了有效控制和降低全断面岩石隧道掘进机施工时滚刀的磨损,较准确地预测滚刀的磨损量,通过室内实验和现场实验从地质影响因素和机械影响因素2个方面对滚刀磨损问题进行了分析。通过水泥试样实验,得出等效石英含量EQC和单轴抗压强度UCS单独对岩石磨蚀性的影响规律;通过现场岩样实验,得出两者共同对岩石磨蚀性的影响规律。通过对比进口与国产TBM的刀盘刀具布置,得出滚刀破岩面积对磨损速率的影响规律;通过统计现场掘进参数与刀具磨损数据,得出场切深指数FPI对滚刀平均磨损速率的影响规律。研究结果表明:岩石对滚刀磨损的地质影响是岩石等效石英含量和单轴抗压强度共同作用的结果;破岩面积是刀盘刀具设计参数对滚刀磨损的敏感指标;场切深指数是设备掘进参数对滚刀磨损的敏感指标。 展开更多
关键词 全断面岩石隧道掘进机(TBM) 盘形滚刀 刀具磨损 影响因素 敏感指标
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硬岩隧道TBM施工中的典型掘进破岩难题与对策 被引量：7
18
作者 周子龙 董晋鹏 +2 位作者 王少锋 蔡鑫 周凯 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第4期1297-1317,共21页
全断面岩石掘进机(TBM)在硬岩、极硬岩隧道掘进过程中存在岩爆灾害、滚刀磨损、低掘进速率等典型掘进破岩难题,严重影响隧道的安全高效施工。因此,查明产生这些典型难题的原因并提出相应的对策至关重要。本文首先从岩石硬度、单轴抗压... 全断面岩石掘进机(TBM)在硬岩、极硬岩隧道掘进过程中存在岩爆灾害、滚刀磨损、低掘进速率等典型掘进破岩难题,严重影响隧道的安全高效施工。因此,查明产生这些典型难题的原因并提出相应的对策至关重要。本文首先从岩石硬度、单轴抗压强度、岩石脆性及耐磨性等角度分析了隧道硬岩的相关特征,并阐明了其对各典型掘进破岩难题的影响规律。随后结合国内外隧道施工案例提出了相应的对策:岩爆灾害可采用岩爆监测和岩爆防控相结合的方法进行预防和治理;滚刀磨损通过优化滚刀参数、改良刀圈材料、涂覆刀圈涂层以延长其使用寿命;掘进速率低的难题可通过优化滚刀布置设计、增加刀盘推力及扭矩、增设辅助破岩手段等措施改良。最后,从TBM与隧道围岩的相互作用机理、TBM隧道施工信息化建设、TBM掘进智能控制和优化决策等方面对未来硬岩隧道的掘进提出了几点展望。 展开更多
关键词 硬岩 TBM 岩爆 滚刀磨损 掘进速率
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盾构机刀具选型及布置 被引量：8
19
作者 吴艳华 刘德全 盛少琴 《广东造船》 2013年第1期54-56,36,共4页
从工程上看,盾构系统最重要的部分在于刀具的选用和布置,刀具是否适用于工程地质条件将直接影响盾构机的掘进效果。本文从盾构机刀具类型、刀具配置以及刀具布置需要考虑的各项因素,分析盾构机刀具的选型和布置。
关键词 刀具 刀具布置 刀具高度 刀具磨损
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频带能量特征法在声发射刀具磨损监测系统中的应用 被引量：7
20
作者 聂鹏 王东磊 +1 位作者 徐涛 关山 《工具技术》 2009年第2期24-27,共4页
基于对声发射(AE)信号特点的分析和小波包分解理论对不平稳信号特征提取的优势,提出一种利用AE信号的能量变化来监测刀具磨损状态的方法。该方法利用db8小波基对AE信号进行5层小波包分解,将分解后各频带上的能量值作为特征参数,并组成... 基于对声发射(AE)信号特点的分析和小波包分解理论对不平稳信号特征提取的优势,提出一种利用AE信号的能量变化来监测刀具磨损状态的方法。该方法利用db8小波基对AE信号进行5层小波包分解,将分解后各频带上的能量值作为特征参数,并组成特征向量。分别提取在新刀和刀具磨损状态下的特征向量,根据其变化即可判别刀具磨损的程度。试验结果验证了该方法在刀具磨损判析中的可用性。 展开更多
关键词 刀具磨损 声发射信号 小波包分解 频带能量 特征提取
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