球化率音频激励分析与检测方法研究

发布时间：2021-10-15 20:33

　　随着社会的发展,人们对于“安全性”的要求日益增长。球墨铸铁作为应用越来越广泛的金属材料较其他铸铁具有更好的强度、韧性、硬度、塑性等机械性能,综合性能接近于钢。球墨铸铁在质量不达标的情况下被应用到工程中,对企业运营和人们生活安全有着潜在威胁。影响球墨铸铁质量的一个重要因素就是其内部石墨分子的形态和分布情况,即球化率。因此,提高球化率的检测等级有着非常重要的意义。随着检测方法和分析方法的不断进步,球化率的检测手段也推陈出新。目前球化率检测方法有金相检测方法、Bezier轮廓拟合方法、热分析法、超声波检测方法等。为实现球墨铸铁球化率的在线检测和避免检测原理带来的误差,本文提出一种基于音频激励分析的球化率检测方法。1、球化率大小的重要表征量为弹性模量,而弹性模量对待测件的各阶固有频率有着显著影响,因此可通过对待测件的各阶固有频率和球化率进行标定,建立关系。2、本文通过ANSYS有限元仿真了球墨铸铁待测件的前9阶模态振型,分析弹性模量和质量对各阶固有频率的影响,并对质量差异引起的频率变化进行补偿。3、以MATALB为主控平台,通过控制USB控制的继电器的通断实现对待测件的激励,同时控制拾振器对音... 

【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：77 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

球化等级图谱

CSF不同值

第一章绪论5图1.2CSF不同值Fig1.2DifferentCSFdata1.2.3热分析法英国科学家Homphreys等人在研究中发现液相温度TL和碳当量CEL的线性关系[19-20]，关系式如式(1.6)所示：1669124/4/21669124LELCSiPT=w+w+w=C(1.6)在此基础上，通过热分析仪来确定球墨铸铁的碳（C）和硅（Si）以及磷（P）的含量，记录球墨铸铁溶液再特定容器中有高温转至低温时的冷却曲线，再从冷却曲线中提取特征值，根据特征值的在冷却曲线中的变化确定球化率。换言之，热分析法测量球墨铸铁的球化率是建立在球化率对冷却曲线中的温度特征值影响的基础上的。区别球墨铸铁和灰铸铁主要在于两者的凝固特征，灰铸铁的凝固特征是奥氏体和石墨颗粒两者共生生长的层状凝固，球墨铸铁的是两者分离生长的糊状凝固。目前生产的球墨铸铁中含有稀土和镁，使得合金过冷度偏高，生核难度较大，分离生长的倾向大于共生生长，此时意味着球化良好。对于冷却曲线，尾端温度变化曲率越大，球化率也就越低，反之亦然。从微观来看，这是由于球墨铸铁的石墨颗粒和奥氏体分离生长而倾向于糊状凝固，凝固温度范围较宽，尾端温度曲率应较小，且没有明显的共晶凝固终止温度Ts，片状则相反。图1.3冷却曲线Fig1.3Coolingcurve

【参考文献】：
期刊论文
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[3]嵌入式音频信号分析仪的设计与实现[J]. 江涛,侯伟.  电子测量技术. 2019(13)
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博士论文
[1]基于模态分析方法的有源声学结构研究[D]. 李双.西北工业大学 2007

硕士论文
[1]基于机器视觉的薄壁件振动模态测试方法研究[D]. 袁继广.湖南科技大学 2016
[2]球铁球化率超声波检测系统的设计与建立[D]. 张磊.哈尔滨理工大学 2014
[3]球铁管壁厚和球化率超声在线检测装置研究[D]. 刘新星.大连理工大学 2011



本文编号：3438585