發(fā)布時(shí)間：2017-10-23 14:29

  本文關(guān)鍵詞：鐵磁性材料磁記憶檢測(cè)的幾個(gè)關(guān)鍵性問(wèn)題研究

  更多相關(guān)文章： 磁記憶檢測(cè) 極坐標(biāo)分析 溫度 經(jīng)驗(yàn)小波變換 鐵磁性材料

【摘要】：本論文是在國(guó)家自然科學(xué)基金(51261024),江西省教育廳科技計(jì)劃重點(diǎn)項(xiàng)目,和廣東省數(shù)字信號(hào)與圖像處理技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放課題(2014GDDSIPL-01)資助下展開(kāi)研究的。磁記憶檢測(cè)作為一種目前最重要的行之有效的早期檢測(cè)手段,一直受到海內(nèi)外無(wú)損檢測(cè)人士的普遍關(guān)注。但是在磁記憶檢測(cè)的一些問(wèn)題的研究上,仍然有著種種的不足,如對(duì)缺陷的判據(jù)單一和難以定量,不同溫度下的磁記憶檢測(cè)研究較少,磁記憶檢測(cè)信號(hào)的處理方面的不足等。基于此,本論文針對(duì)以上不足進(jìn)行了一些研究。主要內(nèi)容概括如下:1、闡述了本課題的提出及其研究意義,詳細(xì)論述了金屬磁記憶檢測(cè)技術(shù)的機(jī)理、儀器開(kāi)發(fā)等方面在國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀,指出了磁記憶檢測(cè)方法存在的一些不足之處,最后給出了本論文的研究?jī)?nèi)容以及創(chuàng)新之處。2、論述了熱力、力磁耦合的相關(guān)基礎(chǔ)理論。首先介紹了鐵磁材料的基本性質(zhì),然后通過(guò)磁記憶檢測(cè)的磁力磁耦合效應(yīng),對(duì)應(yīng)力和磁導(dǎo)率之間的關(guān)系進(jìn)行了推導(dǎo),并且詳細(xì)的介紹了磁機(jī)械效應(yīng)。最后針對(duì)不同溫度下的磁記憶檢測(cè),對(duì)彈性階段的熱-力耦合現(xiàn)象進(jìn)行了本構(gòu)方程的研究,并推導(dǎo)了居里點(diǎn)附近熱力磁三者之間的關(guān)系。本章為整篇論文提供了理論基礎(chǔ)。3、論述了磁記憶檢測(cè)的極坐標(biāo)分析的方法相關(guān)理論基礎(chǔ),利用ANSYS有限元建立了三維力磁耦合有限元仿真模型,對(duì)其進(jìn)行加載求解,得到缺陷表面的磁場(chǎng)分布情況,再對(duì)仿真得到的切向分量Hp(x)和法向分量Hp(y)進(jìn)行微分處理,最后將所得的兩個(gè)微分信號(hào)利用極坐標(biāo)分析方法進(jìn)行了分析。分析的結(jié)果可以在一定程度上表明極坐標(biāo)分析方法能夠反映出鐵磁性材料的應(yīng)力集中程度。為了驗(yàn)證仿真結(jié)果的有效性,在此,對(duì)中心含圓孔的X60管線(xiàn)鋼平板設(shè)計(jì)了拉伸實(shí)驗(yàn),并提取缺陷處的磁場(chǎng)信號(hào)進(jìn)行極坐標(biāo)分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,隨著試件受到的拉伸載荷的增大,極坐標(biāo)分析圖所形成的閉合區(qū)域也逐漸增大,并且復(fù)雜程度也在逐漸上升,證明磁記憶檢測(cè)的極坐標(biāo)分析方法可以對(duì)鐵磁性材料的應(yīng)力集中區(qū)域的應(yīng)力狀態(tài)進(jìn)行一定程度上的反映,可作為磁記憶檢測(cè)在定量方面的參考。4、設(shè)計(jì)仿真方案,通過(guò)對(duì)一些工業(yè)中常用的材料如20#鋼、45#鋼、12Cr1MoV等進(jìn)行仿真的方法,研究了不同溫度對(duì)磁記憶檢測(cè)信號(hào)的影響。首先對(duì)試樣進(jìn)行有限元建模,隨后對(duì)其進(jìn)行仿真來(lái)提取仿真模型在不同溫度下的磁記憶信號(hào),并對(duì)得到的仿真信號(hào)進(jìn)行分析總結(jié),以此來(lái)研究不同溫度對(duì)磁記憶檢測(cè)的影響。之后換不同種的材料,重復(fù)上述步驟,得到材料不同時(shí)溫度對(duì)磁記憶信號(hào)的影響,仿真救過(guò)表明,在達(dá)到材料的居里點(diǎn)之前,溫度對(duì)磁記憶檢測(cè)的影響不大,當(dāng)溫度接近居里點(diǎn)時(shí),磁記憶信號(hào)峰峰值會(huì)急劇增大,并且材料只是影響不同溫度的磁記憶檢測(cè)信號(hào)的大小,對(duì)信號(hào)的變化規(guī)律影響不大。5、針對(duì)目前磁記憶檢測(cè)信號(hào)處理方面的不足,通過(guò)引進(jìn)經(jīng)驗(yàn)小波變換,對(duì)磁記憶信號(hào)進(jìn)行信號(hào)處理。首先介紹了經(jīng)驗(yàn)小波變換的原理以及特點(diǎn),之后針對(duì)磁記憶檢測(cè)的仿真信號(hào),對(duì)其施加了實(shí)際檢測(cè)過(guò)程中常常會(huì)受到的高頻噪聲信號(hào),然后使用經(jīng)驗(yàn)小波變換對(duì)其進(jìn)行處理,處理結(jié)果顯示該信號(hào)大部分的噪聲以及被有效的消除了,對(duì)原始信號(hào)有很強(qiáng)的還原度。隨后通過(guò)實(shí)驗(yàn)的方法對(duì)經(jīng)驗(yàn)小波在磁記憶檢測(cè)方面應(yīng)用的有效性進(jìn)行了研究,同時(shí)與傳統(tǒng)的小波變換方法進(jìn)行對(duì)比研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,經(jīng)驗(yàn)小波變換明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的小波變換方法,在金屬磁記憶檢測(cè)的信號(hào)處理研究方面的應(yīng)用都具有良好的效果,可以作為一種磁記憶檢測(cè)的信號(hào)處理手段。6、全面總結(jié)了本文在磁記憶檢測(cè)的幾個(gè)關(guān)鍵性問(wèn)題上做出的研究?jī)?nèi)容,并對(duì)磁記憶檢測(cè)未來(lái)的發(fā)展方向研究進(jìn)行了展望。
【關(guān)鍵詞】：磁記憶檢測(cè) 極坐標(biāo)分析 溫度 經(jīng)驗(yàn)小波變換 鐵磁性材料
【學(xué)位授予單位】：南昌航空大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TG115.284
【目錄】：

• 摘要3-5
• Abstract5-10
• 第1章 緒論10-21
• 1.1 課題的提出及其意義10-12
• 1.2 鐵磁性材料磁記憶檢測(cè)方法的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-17
• 1.2.1 原理研究現(xiàn)狀12-13
• 1.2.2 儀器及軟件研究現(xiàn)狀13-14
• 1.2.3 磁記憶檢測(cè)的信號(hào)降噪研究現(xiàn)狀14-15
• 1.2.4 磁記憶檢測(cè)的定量化研究現(xiàn)狀15-16
• 1.2.5 磁記憶檢測(cè)的工程應(yīng)用研究現(xiàn)狀16-17
• 1.3 論文的主要內(nèi)容與創(chuàng)新之處17-21
• 1.3.1 論文的主要內(nèi)容17-19
• 1.3.2 論文的創(chuàng)新之處19-21
• 第2章 磁記憶中熱力磁的相關(guān)基礎(chǔ)理論21-33
• 2.1 鐵磁材料的基本特性21-23
• 2.1.1 基本特性21
• 2.1.2 能量表述21-23
• 2.2 力-磁耦合效應(yīng)基本特性23-29
• 2.2.1 應(yīng)力集中23-25
• 2.2.2 應(yīng)力與磁導(dǎo)率之間的關(guān)系推導(dǎo)25-27
• 2.2.3 磁機(jī)械效應(yīng)27-29
• 2.3 熱力磁作用的基本特性29-32
• 2.3.1 溫度對(duì)磁性的影響29-30
• 2.3.2 熱-力耦合在彈性范圍的本構(gòu)方程30-31
• 2.3.3 磁致伸縮的熱力學(xué)關(guān)系31
• 2.3.4 物質(zhì)的反常熱膨脹系數(shù)31-32
• 2.4 本章小結(jié)32-33
• 第3章 磁記憶極坐標(biāo)分析方法的研究33-50
• 3.1 極坐標(biāo)分析的相關(guān)理論基礎(chǔ)33-37
• 3.1.1 矢量合成法33-36
• 3.1.2 磁記憶的極坐標(biāo)分析方法36-37
• 3.2 極坐標(biāo)分析方法的仿真研究37-44
• 3.2.1 建立有限元模型37-40
• 3.2.2 加載和求解40-41
• 3.2.3 仿真結(jié)果41-44
• 3.2.4 結(jié)果討論44
• 3.3 實(shí)驗(yàn)研究44-49
• 3.3.1 實(shí)驗(yàn)材料及參數(shù)44-45
• 3.3.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備及條件45
• 3.3.3 實(shí)驗(yàn)方法及步驟45
• 3.3.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析45-49
• 3.4 本章小結(jié)49-50
• 第4章 溫度對(duì)磁記憶檢測(cè)的影響50-58
• 4.1 引言50
• 4.2 研究方案50-53
• 4.3 典型試樣的有限元仿真53-57
• 4.3.1 熱力耦合單元的有限元仿真53-54
• 4.3.2 力磁耦合單元的有限元模型建立54-55
• 4.3.3 加載和求解55-56
• 4.3.4 結(jié)果分析56-57
• 4.4 本章小結(jié)57-58
• 第5章 基于經(jīng)驗(yàn)小波變換的磁記憶檢測(cè)的信號(hào)處理58-67
• 5.1 引言58
• 5.2 經(jīng)驗(yàn)小波變換概述58-63
• 5.3 實(shí)驗(yàn)研究63-66
• 5.4 本章小結(jié)66-67
• 第6章 總結(jié)與展望67-69
• 6.1 總結(jié)67-68
• 6.2 展望68-69
• 參考文獻(xiàn)69-73
• 攻讀碩士學(xué)位期間參加科研情況73-74
• 致謝74-75

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本文編號(hào)：1083866