Zastosowanie wzorców sygnału emisji akustycznej do identyfikacji wybranych gatunków ziaren ściernych w procesie ich dekohezji

STRESZCZENIE: W artykule przedstawiono wyniki badań nad charakterystyką zjawiska dekohezji ziaren ściernych z zastosowaniem wzorców sygnału emisji akustycznej. Na podstawie zarejestrowanych impulsów sygnału emisji akustycznej wyselekcjonowano składowe harmoniczne, charakterystyczne dla danego gatunku ziarna ściernego. Metoda, przez analizę porównawczą i stopień podobieństwa do wzorca, pozwala określać typ ziarna, który uległ dekohezji. Zaproponowana technika może być wykorzystana w systemach, gdzie istotny jest proces nadzorowania pękania i wykruszania wierzchołków aktywnych ziaren ściernych.

SŁOWA KLUCZOWE: ziarna ścierne, kruche pękanie, emisja akustyczna, analiza sygnałów

ABSTRACT: The article presents the results of basic research focused on the decohesion phenomenon characteristics of selected abrasive grains using acoustic emission signal patterns. On the basis the recorded signals, and their detailed analysis in the time-frequency domain, the characteristic harmonic components were selected. The method developed for estimating the similarity of the harmonic sequences, allows to use the comparative analysis and the degree of similarity of acoustic emission signal patterns to determine the type of grain in decohesion process by the external force or stress field leads. The proposed technique of grain recognition can be used in grinding wheel wear diagnostic systems, especially in cases where it is significant to supervision and control of cracking and chipping abrasive grain vertices.

KEYWORDS: abrasive grains, brittle fracture, acoustic emission, signal analysis

BIBLIOGRAFIA / BIBLIOGRAPHY:

• Ashby M.F., Dobór materiałów w projektowaniu inżynierskim. Wydanie polskie pod red. S. Wojciechowskiego. Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa, 1998. ISBN: 83-204-2167-5.
• Dobrzański L.A., Niemetalowe materiały inżynierskie. Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice, 2008. ISBN: 978-83-7335-516-3.
• Izydorczyk J., Płonka G., Tyma G., Teoria sygnałów. Wstęp. Kompendium wiedzy na temat sygnałów i metod ich przetwarzania. Wydanie 2. Helion, Gliwice, 2006. ISBN: 83-246-0401-4.
• Kaczorowski M., Krzyńska A., Konstrukcyjne materiały metalowe, ceramiczne i kompozytowe. Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa, 2008. ISBN: 978-83-7207-761-5.
• Kucharczyk W., Mazurkiewicz A., Żurowski W., Nowoczesne materiały konstrukcyjne. Wybrane zagadnienia. Wydawnictwo: Politechnika Radomska, Radom, 2011. ISBN: 978-83-7351-354-9.
• Marinescu I.D., Rowe W.B., Dimitrov B., Inasaki I., Tribology of abrasive machining processes. William Andrew, Norwich, 2004.
• Martin G.D., Chirp Z-Transform Spectral Zoom Optimization with MATLAB. Sandia National Laboratories, 2005-7084, report printed November 2005.
• Nadolny K., Wytwarzanie, właściwości i zastosowanie ziaren ściernych z mikro- i submikrokrystalicznego korundu spiekanego. Mechanik, 10, 850-857, 2012.
• Nadolny K., Sutowski P., Herman D., Badania właściwości mechanicznych nowej generacji ziaren ściernych z azotko-tlenku glinu AlON z zastosowaniem sygnału emisji akustycznej. Mechanik 08/09, 663, 2012. [Dokument elektroniczny, 375-390].
• Rabiner L.R., The Chirp z-Transform Algorithm - A Lesson In Serendipity, IEEE Signal Processing Magazine, Vol. 21, No. 2, 118-119, 2004.
• Rabiner L.R., Schafer R.W., Rader C.M., The Chirp z-Transform Algorithm. IEEE Transactions on Audio and Electroacoustics, Vol. AU-17, No. 2, 86-92, June 1969.
• Stoica P., Moses R., Spectral Analysis of Signals. Prentice Hall, Inc. Upper Saddle River, New Jersey, 2005. ISBN 0-13-113956-8.
• Zieliński T., Cyfrowe przetwarzanie sygnałów. Od teorii do zastosowań. Wydawnictwa Komunikacji i Łączności, Warszawa, 2005. ISBN 83-206-1596-8.
• Xu X., Yu Y., Huang H., Mechanisms of abrasive wear in the grinding of titanium (TC4) and nickel (K417) alloys. Wear, 255/7-12, 1421-1426, 2003.

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.8-9.393