铁磁材料关联阻抗检测技术的试验研究

发布时间：2017-08-30 11:02

  本文关键词：铁磁材料关联阻抗检测技术的试验研究

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【摘要】：本文研究的关联阻抗检测技术,是在磁导率检测技术基础上发展起来的,结合磁导率检测技术的特点,具有更高的检测灵敏度。应力集中和疲劳损伤的检测评价法,提出对试件的应力集中程度和疲劳损伤程度部位采用检测关联阻抗变化的方法进行检测,提前发现铁磁试件的应力集中状况和疲劳损伤程度。该方法不仅可以检测试件的应力集中程度和疲劳损伤状况,还能够检测力学韧性和力学脆性的转变、检测铁磁材料的马氏体奥氏体变相、检测位错缺陷密度变化、检测晶粒晶界的变化、铁素体珠光体碳素体转变等。本文介绍了关联阻抗检测技术的国内外研究现状。阐述了关联阻抗的检测机理。搭建了关联阻抗检测技术的试验平台,并进行了铁磁试件应力集中和疲劳损伤试验研究。该试验系统主要包括传感器部分、激励信号和检测信号。并且通过试验优化确定了系统的相关参数,最终确定试验最佳频率为400Hz,最佳电压幅值为7Vpp~15Vpp。分别对20#钢、45#钢和40Cr钢进行应力集中试验、疲劳损伤试验。试验发现,关联阻抗对屈服应力特别敏感,当应力超出屈服强度时,关联阻抗将急剧减少。依据关联阻抗的特征,可以有效的检测试件某区域的应力状态。同时试验发现关联阻抗参量与拉应力和残余应力密切相关,随拉应力和残余应力的增加而减少。可高精度检测能导致关联阻抗变化的相关参量的分布规律。另外试验也发现了关联阻抗对试件疲劳后期特别敏感。实验结果验证了关联阻抗检测技术可以灵敏地检测出铁磁材料内部存在的应力集中和疲劳损伤,关联阻抗检测技术具有广阔的应用前景。
【关键词】：关联阻抗 磁导率 应力集中 疲劳损伤
【学位授予单位】：南昌航空大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TB302.5
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-7
• 第一章 绪论7-12
• 1.1 选题依据和意义7-8
• 1.2 国内外研究现状8-10
• 1.2.1 国外研究现状8-9
• 1.2.2 国内研究现状9-10
• 1.3 课题研究内容10-12
• 第二章 关联阻抗检测技术理论基础12-24
• 2.1 铁磁材料的磁学特性12-16
• 2.1.1 物质的磁性12-13
• 2.1.2 自发磁化与磁畴13-15
• 2.1.3 磁化曲线和磁滞回线15-16
• 2.2 应力集中16-18
• 2.2.1 铁磁材料应力集中16-18
• 2.2.2 铁磁材料受应力集中内部磁通的影响18
• 2.3 关联阻抗检测技术原理介绍18-22
• 2.3.1 电磁感应原理18-20
• 2.3.2 关联阻抗检测技术原理20
• 2.3.3 关联阻抗检测技术传感器数学模型20-21
• 2.3.4 铁磁构件最灵敏关联阻抗与初始关联阻抗21-22
• 2.4 本章小结22-24
• 第三章 关联阻抗检测技术试验平台的设计24-31
• 3.1 检测传感器的优化24-26
• 3.1.1 磁芯的选择24-25
• 3.1.2 线圈选择和缠绕25-26
• 3.2 试验平台的搭建26-27
• 3.3 检测参数的选定27-30
• 3.3.1 最佳频率的确定27-28
• 3.3.2 最佳电压的确定28-30
• 3.4 本章小结30-31
• 第四章 20#钢应力集中和疲劳损伤试验研究31-40
• 4.1 试件准备31-33
• 4.1.1 试件消除残余应力32-33
• 4.2 20#钢应力集中和疲劳损伤试验33-39
• 4.2.1 拉应力试验33-35
• 4.2.2 残余应力试验35-37
• 4.2.3 拉应力试验和残余应力试验对比分析37-38
• 4.2.4 疲劳损伤试验38-39
• 4.3 本章小结39-40
• 第五章 45#钢应力集中和疲劳损伤试验40-47
• 5.1 拉应力试验40-41
• 5.2 残余应力试验41-43
• 5.3 拉应力试验和残余应力试验对比分析43-44
• 5.4 疲劳损伤试验44-45
• 5.5 本章小结45-47
• 第六章 40Cr钢应力集中和疲劳损伤试验47-54
• 6.1 拉应力试验47-48
• 6.2 残余应力试验48-50
• 6.3 拉应力试验和残余应力试验对比分析50-51
• 6.4 疲劳损伤试验51-52
• 6.5 本章小结52-54
• 第七章 结论与展望54-56
• 7.1 结论54-55
• 7.2 展望55-56
• 参考文献56-59
• 致谢59-60

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1 周靖;铁磁材料关联阻抗检测技术的试验研究[D];南昌航空大学;2016年

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本文编号：758901