基于巴克豪森效应的铁磁性材料表面应力/硬度无损检测技术研究
发布时间：2021-07-20 02:38
巴克豪森噪声（MBN）技术是一种新颖的电磁无损检测技术,基于铁磁性材料应力分布和微观结构影响磁化过程原理,被认为可以实现材料早期损伤和微观结构的检测与评估。但是,传统的特征提取算法忽略了磁化过程及其与微观结构的复杂关系,所以巴氏噪声特征值在应力检测中易被激励频率影响,且难以准确评估材料微观结构,结果离散度高。针对以上问题,本文首先研究了检测系统激励参数对巴克豪森信号特征值的影响机制,根据畴壁动力学理论提出新的特征提取算法,减小检测系统激励参数对应力检测的影响。随后,将上述研究的结论应用于金属材料表面硬度评估,提出了主成分分析和特征相关性分析相结合特征选择算法,建立了材料表面硬度的多元线性回归模型。本文在以下三个方面论述课题的具体工作以及取得的主要成果:1)系统总结了畴壁能和畴壁运动特性对MBN信号的影响,并在此基础上研究了检测系统励磁参数对MBN信号特征值的影响。针对材料微观结构对MBN信号影响显著的特点,提出了基于特征值灵敏度的检测系统励磁参数进行优化方法,从而为应用MBN技术评估不同材料的表面应力和表面硬度奠定了基础。2)针对传统特征提取算法仅从巴氏信号能量或者信号包络线高度/宽度...
【文章来源】：南京航空航天大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：141 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
明尼苏达州密西西比河大桥垮塌事故
基于巴克豪森效应的铁磁性材料表面应力/硬度无损检测与评估技术研究西西比河上的一座桥梁在傍晚交通高峰时段突然垮塌，约 50 辆汽车从 20 米高的桥面坠入河中，造成 4 人死亡，79 人受伤，另有 30 人失踪的重大事故(如图 1.1 所示)。当时的研究报告显示，大桥连接路堤和主桥的引桥“存在老化问题”。同时，支撑桥梁的主结构桁架也存在“老化问题”[4]，因而此次事故被认为是一起结构性垮塌事件。一起更为严重的事故发生在德国，1998 年 6 月 3 日，一列载有 287 人的城际特快列车（ICE）在途经 Eschede 时发生脱轨事故（如图 1.2（a）所示）。短短 180 秒内，时速 200 公里的列车先后撞击树丛和桥梁，造成高速铁路历史上最严重的意外事故。此次事故共造成 101 死亡，88 人重伤，106 人轻伤的严重后果，德国铁路公司于事故发生次日宣布停运所有与事故车同型号的城际高速列车。据调查，德国铁路公司在 ICE 列车上使用的是外圈箍有钢条的双毂钢轮，因为中间有橡胶层可以减小噪音，且使列车运行更平稳。然而，这种双毂钢轮的缺点是外层钢条容易出现疲劳现象，进而造成钢条断裂。经过 7 天的调查，最终认定该列列车车轮外钢圈（如图 1.2（b）所示）因疲劳导致爆裂是引发事故的直接原因，在随后的 3 周内，德国列车上所有类似设计的车轮均被更换[5]。
采集线圈尺寸
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于最大信息系数和近似马尔科夫毯的特征选择方法[J]. 孙广路,宋智超,刘金来,朱素霞,何勇军. 自动化学报. 2017(05)
[2]基于巴克豪森效应的铁磁性材料硬度检测[J]. 潘立,张士晶,万刚,邬冠华,吴伟. 无损检测. 2016(12)
[3]磁巴克豪森噪声技术的发展现状[J]. 沈功田,郑阳,蒋政培,谭继东. 无损检测. 2016(07)
[4]基于巴克豪森原理的Q235钢沿深度方向应力分布检测[J]. 高铭,王平,黄凯,许建芹,吴杰. 无损检测. 2015(11)
[5]采用概率主成分分析的回转支承寿命状态识别[J]. 陆超,陈捷,洪荣晶. 西安交通大学学报. 2015(10)
[6]齿轮材料有效硬化层深度对巴克豪森噪声信号的影响[J]. 曹锐,王平,田贵云,丁松. 无损检测. 2013(10)
[7]Q235钢升级生产中的工艺技术研究[J]. 窦佩霞,王从道. 南钢科技与管理. 2013(02)
[8]硬度测量无损检测新技术的研究与发展[J]. 张玉华,孙慧贤,李建增. 计量技术. 2013 (04)
[9]风力发电设备无损检测技术研究[J]. 丁松,田贵云,王平. 无损检测. 2012(11)
[10]巴克豪森应力检测中激励方式的影响[J]. 丁松,田贵云,王平,王海涛,闫小明,朱秋君,姬小丽. 无损检测. 2011(10)
硕士论文
[1]巴克豪森噪声方法在钢轨应力检测中的研究[D]. 杨雅荣.南京航空航天大学 2011
[2]风力发电机齿轮箱的齿轮转子系统动力学的分析与研究[D]. 刘莹.新疆农业大学 2007
本文编号：3291948
【文章来源】：南京航空航天大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：141 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
明尼苏达州密西西比河大桥垮塌事故
基于巴克豪森效应的铁磁性材料表面应力/硬度无损检测与评估技术研究西西比河上的一座桥梁在傍晚交通高峰时段突然垮塌，约 50 辆汽车从 20 米高的桥面坠入河中，造成 4 人死亡，79 人受伤，另有 30 人失踪的重大事故(如图 1.1 所示)。当时的研究报告显示，大桥连接路堤和主桥的引桥“存在老化问题”。同时，支撑桥梁的主结构桁架也存在“老化问题”[4]，因而此次事故被认为是一起结构性垮塌事件。一起更为严重的事故发生在德国，1998 年 6 月 3 日，一列载有 287 人的城际特快列车（ICE）在途经 Eschede 时发生脱轨事故（如图 1.2（a）所示）。短短 180 秒内，时速 200 公里的列车先后撞击树丛和桥梁，造成高速铁路历史上最严重的意外事故。此次事故共造成 101 死亡，88 人重伤，106 人轻伤的严重后果，德国铁路公司于事故发生次日宣布停运所有与事故车同型号的城际高速列车。据调查，德国铁路公司在 ICE 列车上使用的是外圈箍有钢条的双毂钢轮，因为中间有橡胶层可以减小噪音，且使列车运行更平稳。然而，这种双毂钢轮的缺点是外层钢条容易出现疲劳现象，进而造成钢条断裂。经过 7 天的调查，最终认定该列列车车轮外钢圈（如图 1.2（b）所示）因疲劳导致爆裂是引发事故的直接原因，在随后的 3 周内，德国列车上所有类似设计的车轮均被更换[5]。
采集线圈尺寸
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于最大信息系数和近似马尔科夫毯的特征选择方法[J]. 孙广路,宋智超,刘金来,朱素霞,何勇军. 自动化学报. 2017(05)
[2]基于巴克豪森效应的铁磁性材料硬度检测[J]. 潘立,张士晶,万刚,邬冠华,吴伟. 无损检测. 2016(12)
[3]磁巴克豪森噪声技术的发展现状[J]. 沈功田,郑阳,蒋政培,谭继东. 无损检测. 2016(07)
[4]基于巴克豪森原理的Q235钢沿深度方向应力分布检测[J]. 高铭,王平,黄凯,许建芹,吴杰. 无损检测. 2015(11)
[5]采用概率主成分分析的回转支承寿命状态识别[J]. 陆超,陈捷,洪荣晶. 西安交通大学学报. 2015(10)
[6]齿轮材料有效硬化层深度对巴克豪森噪声信号的影响[J]. 曹锐,王平,田贵云,丁松. 无损检测. 2013(10)
[7]Q235钢升级生产中的工艺技术研究[J]. 窦佩霞,王从道. 南钢科技与管理. 2013(02)
[8]硬度测量无损检测新技术的研究与发展[J]. 张玉华,孙慧贤,李建增. 计量技术. 2013 (04)
[9]风力发电设备无损检测技术研究[J]. 丁松,田贵云,王平. 无损检测. 2012(11)
[10]巴克豪森应力检测中激励方式的影响[J]. 丁松,田贵云,王平,王海涛,闫小明,朱秋君,姬小丽. 无损检测. 2011(10)
硕士论文
[1]巴克豪森噪声方法在钢轨应力检测中的研究[D]. 杨雅荣.南京航空航天大学 2011
[2]风力发电机齿轮箱的齿轮转子系统动力学的分析与研究[D]. 刘莹.新疆农业大学 2007
本文编号：3291948
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