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摘要
为获得木材在弯曲破坏过程中的声发射(acoustic emission,AE)信号特征，从AE信号的随机性出发，利用AE信号信息熵辨识木材的损伤过程，并研究木材在不同损伤断裂水平下的AE信号分布特性。首先，对气干状态的榉木和樟子松试件进行三点弯曲试验，并通过谐振频率为150 kHz的AE传感器采集原始AE信号，采样频率设置为500 kHz。然后，采用小波变换重构AE信号波形，依据无AE发生时的信号幅值确定AE阈值，统计每秒内超过阈值的次数并作为AE活动计数，再以活动计数为随机变量定义AE信息熵。最后，依据信息熵值确定应变能释放的转折点，并结合三点弯曲试验的载荷-时间曲线，将木材损伤断裂过程划分为线性变形、非线性变形、宏观断裂3个阶段。以10 ms为间隔分析并统计AE信号的频率，获得木材弯曲破坏过程的AE信号频率分布情况，从而揭示不同损伤阶段的AE信号特征。结果表明，线性变形阶段，AE信号表现为低幅值、低频率，主要集中在30～55 kHz频段内；非线性变形和宏观断裂阶段，AE信号中既存在大量的30～55 kHz低频信号成分，又存在100～110 kHz和115～130 kHz的高频信号。研究提出的基于AE活动数信息熵能够准确反映应变能释放的集中程度，为木材损伤断裂水平评价提供了客观依据。
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