航空涡轮叶片缺陷的扫查式涡流检测技术研究

发布时间：2017-11-25 08:30

  本文关键词：航空涡轮叶片缺陷的扫查式涡流检测技术研究

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【摘要】：航空涡轮叶片是飞机发动机中最为重要的零部件之一,为了能够承受在发动机高速运转时产生的多种载荷,以及所处环境中的腐蚀、氧化、磨损等问题,不仅要求航空涡轮叶片满足特殊的形状及制造工艺,还必须在发动机运转前确认所有叶片内不能含有任何可能导致叶片失效的缺陷。通过对航空涡轮叶片主要的失效形式进行分析,结合叶片的工作条件、几何形状、材料特点等属性,综合分析、比对目前几大无损检测技术,最终选定电磁无损检测技术中的涡流检测技术作为对本文被测对象某型航空涡轮叶片的检测手段。在完成对涡流检测技术的理论基础的初步讲解之后,本文设计、制作了一种传统的差动激励式涡流传感器,包括传感器的结构以及电路的设计、制作。利用该传感器对铝板进行多组检测实验,通过分析利用该传感器对铝板上不同三维尺寸以及不同姿态的裂纹缺陷的检测结果,不仅验证了传感器的性能,同时总结出了裂纹缺陷的三维尺寸以及姿态对检测结果的影响,验证了传统的差动式涡流传感器对被测对象内不连续性缺陷方向的依赖性这一局限性。基于传统的差动式涡流传感器,本文提出增设1对2个反向连接的激励线圈而能够产生出旋转激励场的新型正交旋转激励场涡流传感器。利用新型传感器对前文所述的检测实验进行重复实验。检测结果验证了新型传感器具有微小裂纹缺陷的检出能力,对比分析利用两种传感器得到的检测结果证明了新型的正交旋转激励场涡流传感器能够一定程度的补偿裂纹姿态对涡流检测结果的影响,从而能够更加准确的反映出不同姿态裂纹缺陷的三维尺寸信息,相比传统的差动式涡流传感器在实际的检测中具有更高的检测效率及检出率。为了发挥新型的正交旋转激励场涡流传感器的优势,配合三维扫查台和机械手,本文提出了自动化扫查式涡流检测的概念。目前受逆向建模、装夹、对刀、探头尺寸等问题的影响,检测结果并不理想。但通过对几何形状较为规则的仿形叶片进行自动化检测实验,验证了利用正交旋转激励场涡流传感器配合机械手从而完成自动化扫查式涡流检测的可能。对于该设想,以及融合例如超声检测等无损检测技术而形成复合检测提出了美好的憧憬。
【学位授予单位】：北京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：V232.4

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本文编号：1225401