技術(shù)特征：

1.一種基于虛擬裂紋閉合法獲取模擬聲發(fā)射信號(hào)的方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)建立基于有限元分析的聲發(fā)射信號(hào)幅值表達(dá)式：

對(duì)聲發(fā)射傳感器輸出信號(hào)進(jìn)行拉氏變換后，得聲發(fā)射傳感器輸出電壓幅值為：

$U\left(t\right)=\frac{1}{K}\underset{s}{\∫\∫}u(x,y,z)g(x,y)dxdy---(1-1)$

式中：s為聲發(fā)射傳感器與被檢測(cè)結(jié)構(gòu)接觸的面積，單位m²；u(x，y，z)為被檢測(cè)接觸面的位移，單位為m；K為聲發(fā)射傳感器增益；g(x，y)為聲發(fā)射傳感器的表面靈敏度；

聲發(fā)射傳感器的電壓輸出U₀與其增益K、被檢測(cè)接觸面的位移u(x，y，z)及聲發(fā)射傳感器響應(yīng)頻率f₀之間的關(guān)系如下式：

U₀＝Kuf₀ (1-2)

f₀為聲發(fā)射傳感器中心頻率；

(2)使用基于虛擬裂紋閉合法的聲發(fā)射疲勞單元獲取金屬構(gòu)件在載荷作用下的疲勞裂紋模擬聲發(fā)射信號(hào)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于虛擬裂紋閉合法獲取模擬聲發(fā)射信號(hào)的方法，其特征在于，所述聲發(fā)射疲勞單元，在虛擬裂紋閉合法理論的基礎(chǔ)上，利用ABAQUS軟件的用戶單元子程序功能，開(kāi)發(fā)獲得。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于虛擬裂紋閉合法獲取模擬聲發(fā)射信號(hào)的方法，其特征在于，所述聲發(fā)射疲勞單元的工作如下：一個(gè)載荷步開(kāi)始，聲發(fā)射疲勞單元結(jié)合虛擬裂紋閉合法計(jì)算裂尖單元的能量釋放率，然后使用G準(zhǔn)則來(lái)判斷該能量釋放率是否滿足裂紋擴(kuò)展條件；如果滿足，將與此能量釋放率相等效的應(yīng)力值加載到金屬構(gòu)件模型的裂尖表面，獲取金屬構(gòu)件表面的振動(dòng)位移數(shù)據(jù)；然后利用公式(1-2)計(jì)算模擬聲發(fā)射信號(hào)；同時(shí)釋放該裂尖單元并向前推移一個(gè)單元長(zhǎng)度并判斷此時(shí)的裂紋擴(kuò)展長(zhǎng)度是否達(dá)到材料的寬度，若不滿足，則進(jìn)行如下一循環(huán)分析步；若滿足，則說(shuō)明材料斷裂，整個(gè)分析求解過(guò)程結(jié)束。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于虛擬裂紋閉合法獲取模擬聲發(fā)射信號(hào)的方法，其特征在于，步驟(1)中u(x，y，z)采用彈性波動(dòng)理論在有限元分析軟件中求解得到。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于虛擬裂紋閉合法獲取模擬聲發(fā)射信號(hào)的方法，其特征在于，所述聲發(fā)射疲勞單元的步驟如下：

①一個(gè)載荷步開(kāi)始，計(jì)算裂尖單元的能量釋放率；能量釋放率的計(jì)算公式為：

$G_I=\frac{F_y\mathrm{\Δ}v}{2B\mathrm{\Δ}a}---(1-3)$

式中，B為裂紋體的厚度；F_y為y方向上的節(jié)點(diǎn)力，節(jié)點(diǎn)力的計(jì)算通過(guò)有限元分析求解；Δv為裂尖后面的張開(kāi)位移，Δa為裂尖前面的虛擬擴(kuò)展量；

②判斷能量釋放率的值是否滿足G準(zhǔn)則：

如果滿足G準(zhǔn)則，說(shuō)明當(dāng)前單元達(dá)到了裂紋擴(kuò)展條件；將與能量釋放率等效的應(yīng)力加載到裂尖擴(kuò)展表面，獲取該瞬態(tài)力作用下的材料表面的振動(dòng)位移；如果G準(zhǔn)則條件不滿足，則繼續(xù)在循環(huán)載荷下計(jì)算裂尖單元的能量釋放率；

③利用②中得到的振動(dòng)位移數(shù)據(jù)，根據(jù)選取的聲發(fā)射傳感器確定其表面靈敏度、傳感器增益、傳感器響應(yīng)頻率和傳感器與被測(cè)零件表面接觸面積，根據(jù)公式(1-2)來(lái)計(jì)算模擬聲發(fā)射信號(hào)幅值并輸；

④模擬聲發(fā)射信號(hào)幅值輸出完畢后，將裂尖單元向前推移一個(gè)單元長(zhǎng)度，并判斷裂紋長(zhǎng)度是否達(dá)到材料的寬度；

⑤如果裂紋長(zhǎng)度大于等于金屬構(gòu)件模型的寬度，則說(shuō)明材料斷裂；反之，進(jìn)入下一個(gè)載荷步即步驟①繼續(xù)計(jì)算，循環(huán)往復(fù)，直至金屬構(gòu)件模型斷裂。