基于弱磁技术的钛合金疲劳监测试验研究

发布时间：2017-11-13 00:03

  本文关键词：基于弱磁技术的钛合金疲劳监测试验研究

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【摘要】：钛合金有着优异的综合性能,被广泛应用于航空、航天、船舶、化工、冶金、汽车、医疗器材等领域。钛合金由于本身的疲劳特性,在服役过程中容易引起构件的疲劳断裂,近年来飞机失事事故每每发生,疲劳再次引起人们高度的关注。因此,研究一种有效监测钛合金构件疲劳的技术迫在眉睫。本课题意在提出一种基于弱磁技术的疲劳监测技术,对钛合金构件的疲劳进行实时监测。首先,介绍了疲劳过程及钛合金的疲劳特性,简要介绍了钛呈顺磁性的内在物理机制,地磁场及基于地磁场的弱磁检测技术的原理,提出了弱磁监测的力磁模型:材料在交变应力作用下,晶胞发生形变,穿过晶胞的磁力线发生改变,通过高灵敏度高精度的磁法传感器捕捉磁信号的变化,从而达到对疲劳过程进行监测的目的、对试样的断裂作出预判。随后从试样的选材、加工等方面做了简要的说明,阐述了弱磁监测系统的组成和操作流程;在选定疲劳试验参数后,进行了钛合金疲劳的弱磁监测试验,监测的磁信号与疲劳过程有着较好的吻合性。初步地证实了弱磁检测技术用于钛合金疲劳监测的可行性。在试样疲劳断裂后,又从晶格常数、磁化率、元素运移等几个方面对材料疲劳后的特性进行了实验测量。结果显示,TC4钛合金试样疲劳断裂后晶格常数c/a值减小,磁化率减小,检测到的磁信号变大,该结果与弱磁检测原理中顺磁性材料磁化率变小,检测到信号产生“向上突起”的异常这一现象相吻合;在检测理论上证实了弱磁检测技术用于钛合金的疲劳监测的正确性。
【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】：TG146.23

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