基于经验模态分解的螺栓连接状态敲击检测方法

来源：机床与液压杂志2022年第16期北京时间：

作者：刘俊燚，李宁，姜玉虎，李美求

单位：长江大学结构强度与振动研究所；长江大学结构强度与振动研究所；江苏省油（气）井设备工程技术研究中心，江苏宏泰石化机械有限公司；长江大学结构强度与振动研究所

摘要：螺栓在工程结构和机械系统中有着广泛的应用，作为整个系统中较为薄弱的部分，一旦发生松脱可能会造成灾难性的后果，所以很有必要对螺栓的连接状态进行实时监测。由于在不同拧紧状态下，螺栓内部的微观结构不同，对不同拧紧力的螺栓进行敲击产生的声信号也有一定的区别，对7种不同拧紧力矩下的螺栓进行敲击，并将敲击发生后026 s声信号的频谱图与经过经验模态分解处理之后前两阶IMF分量的频谱图进行对比。实验结果中对原敲击信号直接做快速傅里叶变换的主频值随拧紧力矩变化的规律并不明显，而原信号经过经验模态分解之后，敲击信号的前两阶模态函数的频谱图中峰值点对应的频率值均随螺栓拧紧力矩的增加而升高。结果表明对敲击声信号进行经验模态分解，通过分析前两阶IMF分量的峰值频率可有效识别螺栓的连接状态。

关键词：经验模态分解;螺栓连接状态;敲击声信号;无损检测

基金资助：中国石油科技创新基金项目（2020D-5007-0503）; 江苏省油（气）井设备工程技术研究中心开放基金项目(HT202102)