金屬磁記憶技術(shù)作為一種新型弱磁無損檢測(cè)方法,在評(píng)估鐵磁構(gòu)件再制造性能和服役性能方面具有良好的應(yīng)用前景;該方法能夠?qū)ぜY(jié)構(gòu)損傷的早期探測(cè)與早期診斷,檢測(cè)過程不需外加激勵(lì),完成對(duì)鐵磁性材料中存在的應(yīng)力集中情況進(jìn)行檢測(cè)與評(píng)估;然而傳統(tǒng)的磁場(chǎng)測(cè)量大多是單軸測(cè)量,磁場(chǎng)信息反映不夠全面,并且檢測(cè)設(shè)備不夠便攜的特點(diǎn),限制了磁記憶檢測(cè)的應(yīng)用場(chǎng)景。針對(duì)上述局限性,本文開發(fā)了一套基于嵌入式的弱磁檢測(cè)設(shè)備,并對(duì)試樣拉伸加載進(jìn)行磁記憶信號(hào)檢測(cè),通過磁記憶信號(hào)特征參數(shù)對(duì)缺陷進(jìn)行定量化研究,進(jìn)一步完善了弱磁檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用。本文首先對(duì)弱磁檢測(cè)系統(tǒng)的開發(fā)進(jìn)行研究。硬件平臺(tái)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)采用基于i.MX6UltraLite Cortex-A7架構(gòu)處理器的OKMX6UL-C開發(fā)板作為數(shù)據(jù)處理和硬件控制的核心模塊,外圍傳感器探頭采用HMC5883L三軸磁阻傳感器設(shè)計(jì)并搭建,用以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的功能。軟件平臺(tái)采用Ubuntu系統(tǒng)搭建Qt開發(fā)環(huán)境,采用C語言、C++語言混合編寫磁信號(hào)采集程序、IIC通信程序以及數(shù)據(jù)波形化顯示程序,完成基于Qt/Embedded開發(fā)的易于操作的人機(jī)交互界面。其次完成弱磁檢測(cè)設(shè)備的標(biāo)定與運(yùn)行調(diào)試。搭建基于亥姆霍茲線圈的標(biāo)定系統(tǒng)對(duì)嵌入式檢測(cè)設(shè)備進(jìn)行靜態(tài)特性進(jìn)行測(cè)試,完成對(duì)儀器的標(biāo)定并得出相應(yīng)的性能指標(biāo),確定了系統(tǒng)在±8Gs的測(cè)量范圍,三個(gè)軸檢測(cè)的分辨率為4.51、4.4、4.64mGs。通過對(duì)進(jìn)行退磁與磁化的試樣檢測(cè),確定了檢測(cè)設(shè)備能夠正確有效的檢測(cè)出金屬磁記憶切向信號(hào)與法向信號(hào)的特征值,并與俄羅斯TSC-2M-4檢測(cè)儀采集數(shù)據(jù)對(duì)比,檢測(cè)結(jié)果類似,進(jìn)一步證明了檢測(cè)設(shè)備能夠正確的對(duì)鐵磁性工件進(jìn)行有效的檢測(cè)。最后完成基于PCA與GA-BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的磁記憶信號(hào)定量評(píng)價(jià)。通過制作具有裂紋缺陷的試樣并進(jìn)行拉伸試驗(yàn),并用自開發(fā)的弱磁檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行缺陷處裂紋磁信息的檢測(cè),在對(duì)磁記憶信號(hào)波形特點(diǎn)分析的基礎(chǔ)上,根據(jù)磁記憶信號(hào)的數(shù)據(jù)特征提取出缺陷處的特征指標(biāo),采用主成分分析與遺傳算法優(yōu)化神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)有機(jī)結(jié)合,進(jìn)行缺陷信號(hào)的定量化分析,不僅去除了數(shù)據(jù)相關(guān)性,降低了樣本維度,顯著簡(jiǎn)化了網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),又提高了算法的全局搜索性,能夠有效的反演出缺陷的損傷程度。
【學(xué)位單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TH878.3
【部分圖文】：

圖 3.5 傳感器電路設(shè)計(jì)圖Fig 3.5 Sensor circuit design電路設(shè)計(jì)圖設(shè)計(jì)并定制了 HMC5883L 傳感器模塊與 IIC 總線數(shù)據(jù)線與控制線，為了簡(jiǎn)化電路將探頭

圖 3.10 調(diào)試串口電路圖Fig 3.10 Debug serial port circuit diagramC 總線線是控制器通過控制數(shù)據(jù)線 SDA 與時(shí)鐘線 SCL 與從機(jī)設(shè)備

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本文編號(hào)：2825036