钛合金板材弱磁自动检测系统研究

发布时间：2020-10-26 08:28

　　 钛材因其优异的综合性能,被广泛应用于航空航天、核工业、船舶、医疗等行业。目前我国钛板合金材占总钛材约为50%,钛合金板材在生产加工过程中易产生微裂纹和折叠等缺陷,大大降低了钛板材力学性能,严重时将导致板材断裂和大量钛合金零件报废,因此工业上对钛板材的质量要求也越来越高。目前常规的无损检测方法并不适用于钛合金板材工业化生产过程中。为此本文针对钛合金板材表面的微裂纹缺陷提出应用弱磁检测方法研制一种能快速的、准确的检测出材料微裂纹缺陷的自动化检测系统。本文首先从弱磁检测理论基础出发,分析了物质磁性的来源,通过钛合金磁化试验得到相应的磁化曲线,证明了钛合金是顺磁性材料。应用仿真分析并总结出来不同缺陷尺寸、提离高度、缺陷倾斜角和缺陷间距对弱磁检测能力的影响,利用预制的人工缺陷进行试验验证了部分结论,同时也证明了弱磁检测钛合金表面微裂纹缺陷的可行性和可靠性;其次,依据钛合金板材工业化生产过程中缺陷检测要求设计一套弱磁自动检测系统。该系统的硬件包括阵列式测磁传感器、传动系统、机械滑台。软件部分包括步进电机的精确控制、上位机软件界面的设计、数据处理和缺陷二维成像。最后把系统硬件部分和软件部分相结合组成一套完整的钛合金板材弱磁自动检测系统。根据弱磁检测信号特征选择小波阈值降噪方法,并总结出适合弱磁检测信号的阈值和分解层次。依据数理统计的方法设计一种弱磁检测缺陷识别算法,并采用样条插值对12个传感器采集到的数据点进行横向插值和纵向插值,实现缺陷的二维成像。
【学位单位】：南昌航空大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TH878
【部分图文】：

图 3-2 含一个缺陷的试件模型钛合金表面存在的自然缺陷按照面形状可分为 V 型缺陷、槽型缺陷和组其中组合缺陷更符合工程实际，因此对组合型缺陷进行 ANSYS 有限元建析缺陷的特征参数对钛合金弱磁检测的影响。bhbhb（a）V 型缺陷 （b）槽型缺陷 （c）组合型缺陷图 3-2 不同类型裂纹截面示意图3-2 表示不同裂纹截面示意图，其中 b 表示裂纹宽度，h 表示裂纹深度，

图 3-3 钛合金板材网格模型陷尺寸对弱磁检测影响在实际工程检测过程中主要是检测它的水平分量磁感应强度，提取水平方向上磁感应强度值。为探究弱磁检测对钛合金表面能力和检测灵敏度，分别对不同缺陷宽度和深度进行建模仿真型进行后处理。在后处理时，为更加方便直观的显示微裂纹缺变化，截取钛合金缺陷模型周围一定范围内磁感应强度云图作析表面磁感应强度与尺寸的关系，在缺陷上方 1mm 处，以缺陷表面位置为基点，向左右两端各取 5mm 的设置预设路径，提取据点分析缺陷引起的磁异常信号特征。缺陷宽度对弱磁检测的影响

不同宽度的缺陷磁感应强度截面云图
【参考文献】

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本文编号：2856759