直升机桨毂是连接桨叶和旋翼轴的重要部件，直升机飞行过程中，结构复杂的桨毂承受复杂的交变应力，桨毂材料长时间受力将引发疲劳，进而萌生裂纹甚至断裂，埋藏安全隐患。对桨毂材料的健康实时监测并进行裂纹状态识别，对于保障直升机结构稳定、运行安全等方面具有重要意义。本文以直升机桨毂中央件的某钛合金材料为研究对象，通过疲劳断裂试验获取声发射信号，对桨毂材料疲劳裂纹的声发射特性展开研究，根据直升机桨毂裂纹声发射信号实时检测的需要，对桨毂材料的疲劳断裂声发射信号进行模糊聚类分析并建立裂纹状态识别模型，在此基础上，完成直升机桨毂材料疲劳裂纹声发射检测软件的设计。主要的研究内容和成果如下：
　　(1)针对桨毂中央件钛合金材料开展疲劳断裂实验，对材料整个疲劳断裂过程的声发射特性进行了分析研究。首先根据疲劳试验及声发射信号检测的要求，设计了钛合金材料疲劳断裂的试验件，对试验件进行疲劳断裂试验，同时采集并记录了每次试验中完整的声发射信号数据，然后利用声发射信号分析方法从波形及特征参数两个方面分析材料的疲劳断裂过程，获得疲劳断裂过程中疲劳裂纹萌生、扩展及最终断裂的过程与基本规律。
　　(2)研究了基于模糊聚类分析的桨毂钛合金材料裂纹状态识别算法。根据钛合金材料疲劳试验所得数据，筛选出用于裂纹状态识别的声发射信号的特征，同时将采集的声发射信号样本数据经过处理后划分为训练样本和测试样本。在FCM算法基础上提出改进的WFCM算法，并利用WFCM算法和训练样本建立了桨毂钛合金材料疲劳裂纹状态的模糊识别模型。通过使用测试样本对模型进行试验，验证了所建模型的合理性及识别的可行性。
　　(3)设计了桨毂钛合金材料疲劳裂纹声发射监测软件。根据系统的监测要求进行了软件的需求分析，提出并构建了整个软件的主体框架。在此基础上完成了数据采集和储存处理、特征参数提取、裂纹状态识别、频谱分析、参数设置、数据显示及回放等功能模块的设计，通过软件功能测试，验证了软件系统具备不间断地采集、储存材料的声发射信号数据，并进行实时显示和裂纹状态识别的基本功能。最后通过实时监测桨毂钛合金材料疲劳断裂试验的断裂过程，验证了系统通过检测声发射信号对桨毂钛合金材料进行裂纹监测的可行性。