疲勞是工件長期承受循環(huán)應(yīng)力變化導(dǎo)致的一種破壞現(xiàn)象,廣泛產(chǎn)生于軸承、鋼軌、齒輪等機(jī)械零部件中。疲勞狀態(tài)與關(guān)鍵零部件的健康狀況密切相關(guān),直接關(guān)系到高鐵、風(fēng)電、船舶和飛機(jī)等重大裝備的安全運(yùn)行和在役壽命。疲勞狀態(tài)監(jiān)測(cè)是領(lǐng)域內(nèi)的前沿性研究課題,然而目前疲勞狀態(tài)無損檢測(cè)設(shè)備存在經(jīng)濟(jì)成本高,環(huán)境噪聲干擾嚴(yán)重,難以大規(guī)模自動(dòng)化檢測(cè)等問題。本課題針對(duì)以上不足,提出基于初始磁導(dǎo)率的脈沖無損檢測(cè)方法對(duì)滾動(dòng)軸承內(nèi)圈的疲勞狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估,以期為關(guān)鍵零部件質(zhì)量保障和重大裝備安全運(yùn)行做出貢獻(xiàn),論文研究內(nèi)容主要包括:（1）電磁檢測(cè)方法。從微觀角度出發(fā),敘述了鐵磁性物體中磁疇在磁化過程中的變化狀態(tài),針對(duì)磁疇壁在磁場(chǎng)變強(qiáng)過程中發(fā)生的不可逆位移現(xiàn)象,提出采用基于初始磁導(dǎo)率的方法來進(jìn)行缺陷檢測(cè),并通過等效電路模型驗(yàn)證了檢測(cè)方案的可行性。之后通過電磁學(xué)基本理論推導(dǎo)出趨膚效應(yīng)的影響因素主要為電磁場(chǎng)的激勵(lì)頻率,并對(duì)本文使用的脈沖激勵(lì)信號(hào)進(jìn)行頻譜特性分析。（2）差分式傳感器。通過對(duì)比幾種不同差分方式的傳感器,選定了電差分式傳感器作為本課題的傳感器設(shè)計(jì)方案,采用Maxwell低頻電磁場(chǎng)仿真軟件建立了脈沖信號(hào)對(duì)軸承內(nèi)圈檢測(cè)的仿真模型,仿真... 

【文章來源】：東南大學(xué)江蘇省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

關(guān)鍵零部件表面剝落點(diǎn)蝕裂紋形貌

東南大學(xué)碩士學(xué)位論文里斯本大學(xué)的無損檢測(cè)研究團(tuán)隊(duì)注重新方法的開發(fā)。為了有效檢測(cè)由于環(huán)境惡劣而造成的管道局部表薄的現(xiàn)象，他們提出了瞬態(tài)渦流震蕩（Transient Eddy CurrentOscillations，TECO）的檢測(cè)方案[21]，并通過支持向量機(jī)對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析來提高檢測(cè)的準(zhǔn)確性。此外對(duì)于非導(dǎo)電覆蓋層，他們提出通過頻率域的交點(diǎn)來消除由于測(cè)試材料的厚度偏差而產(chǎn)生的虛假信號(hào)[22]。此外，他們還提出了一種速度感應(yīng)渦流的無損檢測(cè)方法[23]，這種新方法的探頭是永久磁鐵，在速度場(chǎng)中試件會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)渦流，通過霍爾傳感器可以將這個(gè)變化有效的檢測(cè)到，從而實(shí)現(xiàn)了無損檢測(cè)，渦流感應(yīng)傳感器如圖1-3 所示。為了提高這種新方法的檢測(cè)準(zhǔn)確率，他們還比較了巨磁阻傳感器和線圈對(duì)于高速移動(dòng)檢測(cè)品中渦流的檢測(cè)能力，并通過人造鋁板缺陷來進(jìn)行對(duì)比分析[24]。

通過霍爾傳感器可以將這個(gè)變化有效的檢測(cè)到，從而實(shí)現(xiàn)了無損檢測(cè)，渦流感應(yīng)傳感器如圖1-3 所示。為了提高這種新方法的檢測(cè)準(zhǔn)確率，他們還比較了巨磁阻傳感器和線圈對(duì)于高速移動(dòng)檢測(cè)品中渦流的檢測(cè)能力，并通過人造鋁板缺陷來進(jìn)行對(duì)比分析[24]。圖 1-2 用于高溫容器的 EMAT 截面示意圖 圖 1-3 速度渦流感應(yīng)傳感器總而言之，目前國外許多高校在進(jìn)行電磁無損檢測(cè)的研究，高精密產(chǎn)品的不斷面世以及關(guān)鍵零部件在極端環(huán)境下運(yùn)行都對(duì)無損檢測(cè)提出了更大的挑戰(zhàn)，而新的檢測(cè)方法以及檢測(cè)精度的優(yōu)化都使得電磁無損檢測(cè)在不斷的向前發(fā)展。本課題正是在電磁檢測(cè)理論相對(duì)成熟，電磁場(chǎng)仿真軟件能力顯著增強(qiáng)以及檢測(cè)設(shè)備相關(guān)工藝流程成熟的情況下提出的針對(duì)滾動(dòng)接觸疲勞檢測(cè)的一種新的應(yīng)用。1.2.2 國內(nèi)研究進(jìn)展（1） 南昌航空大學(xué)近年來，南昌航空大學(xué)依托無損檢測(cè)技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室對(duì)電磁無損檢測(cè)理論和方法進(jìn)行了大量的研究。其中任尚坤教授帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)對(duì) 20#鋼構(gòu)件應(yīng)力疲勞檢測(cè)進(jìn)行了研究，提出了靈敏微分磁導(dǎo)率的檢測(cè)技術(shù)，并嚴(yán)格推導(dǎo)證明了檢測(cè)信號(hào)與微分磁導(dǎo)率的關(guān)系。疲勞試驗(yàn)表明隨著循環(huán)次數(shù)的增加，疲勞損傷程度會(huì)加深，檢測(cè)信號(hào)強(qiáng)度也會(huì)逐漸增加[25]。利用該方法，任尚坤教授還對(duì) 35 鋼和 235 鋼的早期應(yīng)力集中狀況和疲勞損傷程度進(jìn)行了研究，效果顯著。付躍文教授帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)將研究重點(diǎn)放在了帶包覆層的鐵磁性管道和飛機(jī)多層結(jié)構(gòu)的無損檢測(cè)研究當(dāng)中。對(duì)于帶包覆層的鐵磁性管道，付教授團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了大量有限元數(shù)值仿真和實(shí)驗(yàn)研究，如圖1-4所示，得出了橫向探頭在檢測(cè)油管腐蝕優(yōu)于縱向探頭的結(jié)論[26]。

【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
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本文編號(hào)：3494740