本文關鍵詞：基于巴克豪森效應的齒輪磨削燒傷檢測，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：齒輪是發(fā)動機傳動系統(tǒng)十分關鍵的核心構件,磨削燒傷嚴重影響齒輪的使用壽命。目前常采用酸洗法檢查齒輪的磨削燒傷,檢查速度慢且對齒輪造成一定損傷,急需開發(fā)一種齒輪表面磨削損傷的快速檢測方法。在巴克豪森效應理論研究基礎上,本文采用20CrMnTi鋼齒輪作為研究對象,嘗試利用巴克豪森噪聲(Magnetic Barkhausen Noise,MBN)法檢測齒輪磨削燒傷,為齒輪燒傷檢測提供依據(jù)。本文基于鐵磁性材料巴克豪森效應,研制一套適用于齒輪磨削燒傷檢測的巴克豪森噪聲系統(tǒng)。檢測系統(tǒng)由激勵線圈、檢測線圈、磁化電路、放大電路和信號采集等組成。通過試驗,確定最佳激勵電壓及激勵頻率。根據(jù)相關性分析,確定巴克豪森噪聲信號中均值、均方根值、振鈴計數(shù)等信號特征值與材料硬度、應力之間關系。研究結果表明:本系統(tǒng)的最佳激勵頻率為50Hz,最佳激勵電壓為12V;45#淬火鋼不同溫度回火后硬度與巴克豪森噪聲信號特征值關系為隨著硬度升高特征值都存在明顯的下降趨勢,其中振鈴計數(shù)對硬度反應最為敏感,相關性結果表明,均方根與硬度的相關性最高達到-0.988,振鈴計數(shù)為-0.966,均值為-0.916;對熱軋狀態(tài)的45#鋼在不同應力作用下的巴克豪森噪聲信號進行研究,結果表明,在材料的彈性階段,信號特征值隨著拉應力的增大而增大,在屈服階段信號上下起伏變化不明顯,在頸縮段信號迅速降低,研究結果與X射線衍射法應力測量得到的殘余應力關系相吻合,即殘余應力高,噪聲的均方根值低。在材料彈性階段,振鈴計數(shù)對應力最為敏感,相關性結果表明,振鈴計數(shù)與應力的相關性最高,而均值最低。根據(jù)以上得到的優(yōu)化參數(shù)及研究結果,本文對齒輪磨削燒傷進行檢測,在回火型磨削燒傷區(qū)域,振鈴計數(shù)有較大幅度提高,明顯有別于其他區(qū)域。分別采用硬度法和酸洗法進行驗證,回火型磨削燒傷區(qū)域硬度較未燒傷區(qū)域偏低,酸洗后顏色相對較深,從而驗證了巴克豪森噪聲法的正確性。本文的研究成果可以作為齒輪磨削燒傷檢測和評定的基礎。
【關鍵詞】：巴克豪森噪聲法 磨削燒傷 無損檢測 齒輪
【學位授予單位】：南昌航空大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TG616
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-15
• 1.1 研究背景及意義9-10
• 1.2 齒輪磨削燒傷10
• 1.3 齒輪磨削燒傷常用檢測方法10-12
• 1.4 巴克豪森檢測的國外內(nèi)研究現(xiàn)狀12-13
• 1.5 主要研究內(nèi)容13-15
• 第2章 巴克豪森檢測原理15-22
• 2.1 磁疇結構15-16
• 2.2 鐵磁材料磁化過程16-18
• 2.3 巴克豪森噪聲產(chǎn)生的機理18
• 2.4 巴克豪森噪聲檢測磨削燒傷的原理18-21
• 2.5 巴克豪森噪聲影響因素21-22
• 第3章 齒輪磨削燒傷檢測系統(tǒng)22-44
• 3.1 巴克豪森檢測裝置的設計與開發(fā)22-33
• 3.1.1 磁化器的設計23-24
• 3.1.2 傳感器的設計24-25
• 3.1.3 磁化電路25-28
• 3.1.4 信號調(diào)理電路28-32
• 3.1.5 噪聲的抑制32-33
• 3.2 齒輪磨削燒傷檢測軟件的開發(fā)33-40
• 3.2.1 數(shù)據(jù)采集卡33-35
• 3.2.2 數(shù)據(jù)采集軟件的設計35-38
• 3.2.3 信號處理軟件38-40
• 3.3 信號特征值提取40-43
• 3.3.1 數(shù)字濾波器的選擇40-41
• 3.3.2 特征值提取41-43
• 3.4 本章小結43-44
• 第4章 磨削燒傷檢測工藝參數(shù)研究44-62
• 4.1 最佳激勵參數(shù)的確定44-46
• 4.2 MBN信號影響因素研究46-61
• 4.2.1 MBN信號的提離效應46-48
• 4.2.2 硬度對MBN信號的影響48-52
• 4.2.3 硬度與MBN信號特征值的相關性分析52-54
• 4.2.4 應力對MBN信號的影響54-59
• 4.2.5 應力與MBN信號特征值相關性分析59-61
• 4.3 本章小結61-62
• 第5章 齒輪磨削燒傷的檢測62-72
• 5.1 巴克豪森檢測齒輪62-69
• 5.1.1 齒輪端面檢測62-68
• 5.1.2 齒面檢測68-69
• 5.2 酸洗法檢測69-71
• 5.3 實驗結果和分析71
• 5.4 本章小結71-72
• 第6章 總結及展望72-75
• 6.1 工作總結72-73
• 6.2 展望73-75
• 參考文獻75-78
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表論文和參與科研情況說明78-79
• 致謝79-80

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