Wavelet Processing of Acoustic Emission of VT 1-0 Titanium Alloy under Tension

The paper proposes a method for processing acoustic emission signals for calculating informative signal parameters characterizing the stages of plastic deformation and fractures in a loaded titanium alloy. The proposed method has a complex structure that includes digital signal processing algorithms and multivariate data analysis methods. The acoustic emission signals are processed using the mathematical apparatus of the multilevel discrete wavelet transform to obtain the approximation coefficients of the 10-level decomposition. These coefficients characterize the low-frequency features of acoustic emission at various stages of samples loading. The approximation coefficients are further used as informative parameters of acoustic emission signals. Principal components analysis is used to investigate the informative parameters and establish their quantitative relationship with the stages of plastic deformation of titanium by clustering the processed results. Differences in the informative parameters at different stages of plastic deformation of the material are revealed by the following analysis of the clustered results. The obtained results can be used to develop a new generation of diagnostic devices for acoustic emission measurements.
Предлагается метод обработки сигналов акустической эмиссии для вычисления информативных параметров сигнала, характеризующих стадии пластической деформации и разрушения в нагруженном титановом сплаве. Представленный метод имеет комплексную структуру, включающую применение алгоритмов цифровой обработки сигналов и методов многомерного анализа данных. В основе предлагаемого подхода к обработке акустической эмиссии лежит применение математического аппарата многоуровневого дискретного вейвлет-преобразования сигналов. С помощью вейвлет-преобразования получены коэффициенты аппроксимации 10-уровня разложения, которые характеризовали низкочастотные особенности акустической эмиссии на различных этапах нагружения материала. Коэффициенты аппроксимации использовались в качестве информативных параметров сигнала. Для анализа информативных параметров и установления их количественной связи со стадиями пластической деформации титана привлечен метод главных компонент. На основе результатов кластеризации выявлены различия в информативных параметрах на разных стадиях пластической деформации материала. Полученные результаты могут быть использованы при разработке нового поколения устройств диагностики, использующих акустико-эмиссионные измерения.