【摘要】：作為機(jī)械加工與制造中最常用的材料之一,鐵磁性材料以其優(yōu)越的機(jī)械物理性質(zhì)成為保證加工零部件及制造裝備服役性能的重要環(huán)節(jié)。面向國(guó)家智能制造及檢測(cè)關(guān)鍵技術(shù)重大需求,開(kāi)展基于磁表征的表面形態(tài)檢測(cè)不僅有助于推動(dòng)高精鐵磁性零件表面加工質(zhì)量的進(jìn)一步提升,對(duì)機(jī)械、物理以及信息學(xué)科等基礎(chǔ)理論的發(fā)展也具有重要意義。首先從鐵磁性材料表面形態(tài)磁滋生源頭著手,揭示了鐵磁性材料表面標(biāo)準(zhǔn)缺陷形態(tài)的靜態(tài)漏磁場(chǎng)生成機(jī)制,證實(shí)了缺陷磁泄漏區(qū)附近磁空穴的存在以及磁場(chǎng)負(fù)值旁瓣分布特性;首次發(fā)現(xiàn)了鐵磁性材料電磁行為中磁傳感分量(?)B_(other)實(shí)際上由二次漏磁場(chǎng)(?)B_(mfl)以及“體電流”擾動(dòng)量(?)構(gòu)成;針對(duì)現(xiàn)有國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)中缺陷檢測(cè)樣件的缺失,提出了凸起形表面形態(tài)標(biāo)準(zhǔn)樣件的增補(bǔ)及修訂意見(jiàn)。其次,在磁生成機(jī)制研究基礎(chǔ)上開(kāi)展了基于檢測(cè)信號(hào)的磁表征機(jī)制研究,揭示了鐵磁性材料凹-凸型表面形態(tài)磁表征規(guī)律;提出了一種基于非接觸式直接感應(yīng)的鐵磁性材料表面輪廓識(shí)別新方法,解決了高精鐵磁性零件表面輪廓形態(tài)在線檢測(cè)與識(shí)別難題。進(jìn)一步地,針對(duì)磁表征機(jī)制中傳統(tǒng)方法信號(hào)傳感精度低的問(wèn)題,提出基于“點(diǎn)-線”式磁表征場(chǎng)局部增強(qiáng)技術(shù)的鐵磁性材料表面微缺陷近距離磁傳感與檢測(cè)新方法;針對(duì)鐵磁性材料表面形態(tài)長(zhǎng)距離傳感及檢測(cè)難題,提出基于主動(dòng)式探測(cè)磁源與磁相互作用的磁傳感與檢測(cè)方法,實(shí)現(xiàn)了表面形態(tài)的大距離傳感及檢測(cè)信號(hào)增強(qiáng),揭示了R2磁源永磁體相對(duì)磁導(dǎo)率及矯頑力參數(shù)對(duì)傳感特性的影響規(guī)律。在上述研究基礎(chǔ)上得到鐵磁性材料表面形態(tài)傳感及檢測(cè)信號(hào),提出基于多重磁表征檢測(cè)信號(hào)特征值的表面形態(tài)評(píng)價(jià)新方法,建立了典型軟磁材料和硬磁材料表面幾何輪廓參數(shù)及檢測(cè)信息定量化評(píng)價(jià)模型,首次發(fā)現(xiàn)并揭示了基于磁空穴區(qū)和局部磁增強(qiáng)區(qū)的硬磁材料表面輪廓磁分布規(guī)律。最后,針對(duì)鐵磁性材料介觀尺度表面微輪廓形態(tài),提出一種基于磁聚焦原理的檢測(cè)傳感器,揭示了傳感器主要結(jié)構(gòu)及物理參數(shù)對(duì)磁聚焦效應(yīng)影響規(guī)律,驗(yàn)證了新型磁聚焦傳感器相較于常規(guī)磁軛式漏磁檢測(cè)傳感器的高精及高檢測(cè)信噪比特性;開(kāi)發(fā)了基于磁表征的鐵磁性材料表面形態(tài)檢測(cè)儀器/儀表設(shè)備的軟/硬件系統(tǒng),并在實(shí)際工程中得到現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用。
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TM271

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2716373