【摘要】：鐵磁性材料的內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)影響材料的機械性能和力學性能,如果存在缺陷將導(dǎo)致材料的性能發(fā)生變化,使應(yīng)用于工程的機械部件性能下降甚至失效。鐵磁性材料早期是否存在缺陷,對其后期的工程應(yīng)用十分重要。鐵鎳合金是一種具有高磁導(dǎo)率的鐵磁性材料,鐵鎳合金絲可用于制作位移傳感器。鐵鎳合金絲在生產(chǎn)的過程中,材料經(jīng)過拉拔成絲,當拉拔速度過快或壓縮率過大,可能會導(dǎo)致金屬絲表面出現(xiàn)的橫向裂紋,進而影響到傳感器的性能。本文根據(jù)以上情況對鐵磁性金屬絲的橫向裂紋進行檢測�；诖胖律炜s原理的超聲導(dǎo)波檢測技術(shù)有兩大優(yōu)點:超聲導(dǎo)波的傳播損耗小,可用于長距離試件的檢測,檢測效率高;檢測過程中不需要使用耦合劑,可以實現(xiàn)非接觸檢測。磁致伸縮式超聲導(dǎo)波檢測技術(shù)能有效的應(yīng)用于長距離構(gòu)件的檢測。本文根據(jù)磁致伸縮理論和超聲導(dǎo)波理論設(shè)計了檢測系統(tǒng)對鐵磁性金屬絲進行檢測,對信號的進行分析得到缺陷的信號特征,從而實現(xiàn)對鐵磁性材料質(zhì)量狀況的評價。本文的主要研究內(nèi)容如下:首先介紹磁致伸縮理論、超聲導(dǎo)波理論,選擇縱向模態(tài)的超聲導(dǎo)播進行檢測,使用Comsol進行仿真確定傳感器模型,傳感器主要包括三部分:永久磁鐵、檢測線圈以及磁致伸縮材料本身。其次設(shè)計硬件電路系統(tǒng),包括以FPGA為核心的控制電路、超聲激勵電路與超聲接收電路,實現(xiàn)超聲導(dǎo)波的激勵與接收、信號放大和濾波、數(shù)據(jù)采集和USB通信等功能。再次開發(fā)LabVIEW上位機,實現(xiàn)向下位機發(fā)送命令和參數(shù),數(shù)據(jù)處理和波形顯示。最后對波形信號進行處理,包括滑動平均濾波、互相關(guān)處理和希爾伯特變換,實現(xiàn)對缺陷位置和大小的判斷。通過實驗,本論文設(shè)計的檢測系統(tǒng)可對鐵磁性材料實現(xiàn)快速檢測,可以對缺陷的位置和大小進行判斷,檢測結(jié)果精度較高,能夠?qū)崿F(xiàn)對鐵磁性材料缺陷的檢測及質(zhì)量狀況的評價。
【學位授予單位】：中北大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TH878.2
【圖文】：

是成分復(fù)雜的超聲波。圖 2.2 桿中超聲導(dǎo)波傳播示意圖2.2.1 超聲導(dǎo)播特性導(dǎo)波的傳播是以群速度傳播，群速度就是指一組頻率接近的超聲波波包的傳播速度。而超聲導(dǎo)波中某一相位點的傳播速度為相速度。超聲導(dǎo)波的群速度與相速度之間有一定的相關(guān)性，但并不是線性相關(guān)。也就是說導(dǎo)波波包的群速度的大小不能決定某一點相速度的大小，而某一點的相速度的大小也不能代表整個波包群速度的大小。圖 2.3 群速度與相速度

會進一步發(fā)生復(fù)雜的幾何彌散以及干涉現(xiàn)象，由橫波和縱波等超聲波組成，是成分復(fù)雜的超圖 2.2 桿中超聲導(dǎo)波傳播示意圖群速度傳播，群速度就是指一組頻率接近的一相位點的傳播速度為相速度。超聲導(dǎo)波的群不是線性相關(guān)。也就是說導(dǎo)波波包的群速度的一點的相速度的大小也不能代表整個波包群速

中北大學學位論文的，所以超聲波將以導(dǎo)波的形式在其中傳播。當導(dǎo)波在存在缺聲導(dǎo)波傳播到缺陷處會發(fā)生反射返回。當反射的導(dǎo)波傳播到傳內(nèi)磁場強度發(fā)生變化，磁場強度的變化又會引起檢測線圈中電后通過相關(guān)的數(shù)據(jù)處理分析該信號，可以獲取缺陷信息，實現(xiàn)磁致伸縮效應(yīng)的超聲導(dǎo)波檢測原理如圖 2.4 所示。

【參考文獻】

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本文編號：2766575