在機械眾多行業(yè)中,對重要零部件都會進行表面硬化處理,由此來提高零部件的質(zhì)量及壽命。表面硬化層深度是評判工件表面質(zhì)量好壞的重要指標(biāo),所以測量工件表面硬化層深度尤為重要。目前,對零件表面硬化層深度的檢測方法分為破壞性測量和非破壞性測量。其中,破壞性測量需要破壞零件,檢測效率低,且屬于抽樣檢測;非破壞性測量屬于無損檢測,測量方法有超聲波法、磁矯頑力法、巴克豪森效應(yīng)法、渦流法等。渦流法具有其他無損檢測方法沒有的優(yōu)點,如檢測速度快,靈敏度高,成本低,易于后期處理等。目前使用渦流法測量淬火零件表面硬化層深度的研究方向主要在傳統(tǒng)單頻渦流,而在脈沖渦流方面的研究較少。傳統(tǒng)渦流檢測會受到渦流趨膚效應(yīng)的影響,并且無法在頻域內(nèi)進行分析。而脈沖渦流檢測不僅可以克服趨膚效應(yīng)的影響,而且激勵信號功率更大。此外,脈沖渦流檢測還包含豐富的頻譜信號,能夠同時檢測表層和內(nèi)部的變化。因此,本文利用脈沖渦流對淬火表面硬化層深度的無損檢測進行了研究。主要研究內(nèi)容如下:首先,在總結(jié)了國內(nèi)外脈沖渦流檢測技術(shù)的發(fā)展和表面硬化層深度檢測方法的基礎(chǔ)上,提出了以淬火零件表面硬化層與芯部組織電磁特性不同為基礎(chǔ)的硬化層深度脈沖渦流無損檢測,闡...

【文章頁數(shù)】：91 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
中文摘要
英文摘要
1 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 表面硬化層的常用檢測方法
    1.3 渦流檢測技術(shù)發(fā)展
    1.4 脈沖渦流檢測技術(shù)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.4.1 國外研究現(xiàn)狀
        1.4.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀
    1.5 表面硬化層深度渦流檢測研究現(xiàn)狀
    1.6 論文主要內(nèi)容及章節(jié)安排
2 脈沖渦流解析模型
    2.1 脈沖渦流檢測原理
    2.2 淬硬層檢測分層解析模型建立
    2.3 分層模型單匝線圈渦流場積分解析模型
        2.3.1 單匝線圈的矢量磁位問題
        2.3.2 單匝線圈區(qū)域1、2、3、5 矢量磁位表達式
        2.3.3 單匝線圈區(qū)域4 矢量磁位表達式
        2.3.4 求解各區(qū)域矢量磁位待定系數(shù)
    2.4 分層模型單匝線圈渦流檢測級數(shù)解析模型
    2.5 分層模型空心圓柱線圈渦流場級數(shù)解析模型
        2.5.1 非圓柱線圈區(qū)域內(nèi)矢量磁位
        2.5.2 圓柱線圈區(qū)域內(nèi)矢量磁位
    2.6 基于拉普拉斯反變換的分層模型脈沖渦流場時域解析模型
        2.6.1 脈沖渦流場復(fù)頻域解析模型
        2.6.2 數(shù)值求解脈沖渦流場的拉普拉斯反變換
    2.7 感應(yīng)電壓與參數(shù)之間的關(guān)系
    2.8 本章小結(jié)
3 脈沖渦流表面硬化層深度測量仿真分析
    3.1 脈沖渦流的趨膚效應(yīng)
    3.2 脈沖渦流檢測典型響應(yīng)信號
    3.3 硬化層深度檢測仿真模型
        3.3.1 幾何建模及尺寸
        3.3.2 材料屬性設(shè)置
        3.3.3 物理場參數(shù)設(shè)置
    3.4 模型網(wǎng)格劃分
    3.5 模型求解
        3.5.1 參考工件響應(yīng)求解
        3.5.2 不同硬化層深度工件響應(yīng)求解
    3.6 響應(yīng)信號頻域差分信號過零點頻率提取
        3.6.1 脈沖方波信號幅頻譜
        3.6.2 基于趨膚效應(yīng)的頻域差分信號過零點頻率原理
        3.6.3 頻域差分信號過零點頻率提取及分析
    3.7 傳統(tǒng)峰值時間方法與過零點頻率方法比較
        3.7.1 差分信號峰值時間提取
        3.7.2 傳統(tǒng)方法與新方法比較
    3.8 本章小結(jié)
4 脈沖渦流表面硬化層深度測量試驗研究
    4.1 試驗平臺總體框架圖
    4.2 試驗平臺搭建
        4.2.1 信號發(fā)生器的選取
        4.2.2 功率放大器的選取
        4.2.3 激勵線圈與檢測線圈的設(shè)計
        4.2.4 數(shù)據(jù)采集設(shè)備的選取
        4.2.5 LabVIEW數(shù)據(jù)采集程序
        4.2.6 試驗平臺集成
        4.2.7 待測工件
    4.3 試驗檢測響應(yīng)信號預(yù)處理
        4.3.1 數(shù)字低通濾波處理
        4.3.2 小波變換閾值去噪
    4.4 硬化層深度檢測試驗結(jié)果分析
        4.4.1 頻域差分信號過零點頻率的提取
        4.4.2 試驗結(jié)果分析
    4.5 本章小結(jié)
5 總結(jié)與展望
    5.1 主要研究及結(jié)論
    5.2 對后續(xù)研究的建議
參考文獻
附錄
    A.作者在攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論文目錄
    B.作者在攻讀學(xué)位期間取得的科研成果目錄
    C.學(xué)位論文數(shù)據(jù)集
致謝



本文編號：3750922