【摘要】：基于單一物理場(chǎng)進(jìn)行檢測(cè),應(yīng)用場(chǎng)合受限,且無法兼顧效率和準(zhǔn)確度。電磁多場(chǎng)耦合檢測(cè)方法能夠獲取試件某一應(yīng)力或者缺陷狀態(tài)下的多物理場(chǎng)信號(hào),克服了單一物理場(chǎng)準(zhǔn)確度低、干擾大、效率低的局限性。本文研究了一種融合巴克豪森信號(hào)和電渦流信號(hào)的電磁融合無損檢測(cè)方法,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明電磁融合檢測(cè)方法可以有效的提高檢測(cè)精度。本文首先介紹了傳統(tǒng)無損檢測(cè)的研究背景以及各自的優(yōu)缺點(diǎn),并提出了電磁融合檢測(cè)的基本思想,詳細(xì)介紹了電渦流檢測(cè)、巴克豪森檢測(cè)的研究現(xiàn)狀。然后介紹了電渦流檢測(cè)、巴克豪森檢測(cè)的檢測(cè)原理,總結(jié)了兩種檢測(cè)信號(hào)的分析方法以及特征提取方法。詳細(xì)闡述了電磁融合的基本原理以及其實(shí)現(xiàn)方法。研究了基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的電渦流信號(hào)和巴克豪森信號(hào)融合檢測(cè)方法,建立了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)電磁融合檢測(cè)模型。然后,設(shè)計(jì)了電磁融合檢測(cè)系統(tǒng)的軟件系統(tǒng)和硬件系統(tǒng)。包括信號(hào)發(fā)生器、功率放大電路、信號(hào)調(diào)理電路的設(shè)計(jì)以及數(shù)據(jù)采集裝置的選型;軟件系統(tǒng)相關(guān)功能模塊。最后,利用所開發(fā)的電磁融合檢測(cè)系統(tǒng),對(duì)等強(qiáng)度梁應(yīng)力和典型缺陷進(jìn)行了檢測(cè)分析,包括單一的巴克豪森信號(hào)分析和單一的電渦流信號(hào)分析,巴克豪森和電渦流融合分析。對(duì)三種分析方法的結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,研究發(fā)現(xiàn),除了在定量分析缺陷寬度方面,電磁融合所有特征的訓(xùn)練網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)精度均比檢測(cè)信號(hào)單一特征值高,電磁融合檢測(cè)應(yīng)力、缺陷深度均取得了較好的效果,表明電磁融合方法能有效地提高電磁無損檢測(cè)精度。
【圖文】：

這些磁化區(qū)域里原子的磁矩都是有序排列的，但相鄰的不同區(qū)域之間原子磁矩排列的方向不同[28]。如圖2.1a 所示，各個(gè)磁疇之間的邊界稱為磁疇壁。鐵磁材料磁疇的磁矩方向各不相同，磁矩相互抵消，矢量和為零，因此整個(gè)物體對(duì)外不具有磁性，它也就不能吸引其它磁性材料[29]。圖 2.1 磁疇示意圖Fig.2.1 Schematic diagram of magnetic domain物質(zhì)是由原子或者分子組成，而原子由原子核和核外電子構(gòu)成，當(dāng)把物質(zhì)放在磁場(chǎng)中時(shí)，物質(zhì)內(nèi)的帶電粒子受到磁場(chǎng)作用會(huì)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)的帶電粒子就會(huì)產(chǎn)生磁矩，物質(zhì)從而被磁化。磁化強(qiáng)度 M，磁場(chǎng)強(qiáng)度 H 以及物質(zhì)磁化率 x 的關(guān)系可以表示為：M=x H （2.1）在相同磁場(chǎng)強(qiáng)度的磁場(chǎng)中，不同的物質(zhì)，磁化強(qiáng)度不同，根據(jù)上式可知，這是由物質(zhì)的磁化率特性導(dǎo)致的。鐵磁材料的幾個(gè)重要參數(shù)[27]：① 磁場(chǎng)強(qiáng)度 H：?jiǎn)挝徽c(diǎn)磁荷在磁場(chǎng)中所受的力的大小，單位 A/m。② 磁化強(qiáng)度 M：材料內(nèi)部單位體積的磁矩矢量和的大小，單位 A/m。③ 磁感應(yīng)強(qiáng)度 B：描述磁場(chǎng)強(qiáng)弱和方向的物理量，單位 T。④ 磁導(dǎo)率 μ：表示磁介質(zhì)磁性的物理量。其中：μ=B/H （2.2）一般常用的是相對(duì)磁導(dǎo)率 μr

逐漸增大磁場(chǎng)強(qiáng)度 H 的過程中，磁化強(qiáng)度 M 會(huì)如圖2.3 中 OAB 曲線增加，達(dá)到磁飽和狀態(tài) B。如果再繼續(xù)增大磁場(chǎng)強(qiáng)度，磁化狀態(tài)將保持穩(wěn)定。此時(shí)，磁化強(qiáng)度到達(dá)最大磁感應(yīng)強(qiáng)度 Bm，此時(shí)的磁場(chǎng)強(qiáng)度用 Hm 表示，OAB 曲線稱為起始磁化曲線。若減小磁場(chǎng)強(qiáng)度，，磁化曲線從 B 點(diǎn)沿 BN 曲線反向磁化至飽和狀態(tài) N，并不是沿著曲線 BAO 返回到原始狀態(tài)，這表明磁化強(qiáng)度M 的變化滯后于 H 的變化
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TG115.28

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2608249