轴类镀层结构材料力学性能声学表征方法研究

针对轴类镀层结构材料力学性能无损表征方法开展理论和实验研究,对于表面工程的质量检测与评价具有重要意义。利用自主开发的超声显微测量系统与PVDF线聚焦探头,对不同厚度的轴类镀层材料进行散焦测量。针对轴类试件表面波传播路径与散焦距离的非线性关系,分析了线聚焦探头几何尺寸与散焦距离和试件轴径间的匹配关系,优化检测参数,并在V(f,z)分析法的基础上,采用相位相关分析法获得轴类镀层材料的实验频散曲线。结合镀层材料声波传播特性,采用基于模拟退火的粒子群优化算法(PS-B-SA)将理论频散曲线与实验频散曲线相拟合,反演轴类镀层结构材料的声学参数,进而表征镀层材料的弹性常数。多个不同厚度轴类镀层结构材料弹性常数及镀层厚度的反演结果与实际值相吻合,表明该测量方法可靠、结果准确。该研究成果为轴类镀层结构力学性能无损检测提供了技术手段,也为工程材料表面工程加工性能的评价提供了新方法。     

钢板硬斑的增量涡流扫查成像方法与仪器

硬斑测试是高端钢板产品质量评价的关键内容。本文基于增量涡流检测原理,研制了国产化的钢板硬斑磁检测仪器,并对仪器功能和性能进行了实验测试。首先,研制了增量涡流检测传感器,开发了基于交流电桥测试和相位旋转解调方法的增量涡流检测电路,集成了专用仪器;其次,利用仪器在Cr12MoV钢板和X70管线钢中开展了多组检测试验,结果表明：传感器的横向分辨率可达10 mm,增量涡流信号解调波形峰峰值U_p随表面硬度增加近似线性下降。在高出基准34.8%的硬斑区域内,U_p值下降约75%。利用U_p这一敏感参数对X70管线钢进行扫查成像,可准确识别出宽约10 mm的硬斑。上述研究结果为高端钢板硬斑的在线无损检测提供了方法和仪器支撑。     

汽车B柱加强板软硬部过渡特性的磁巴克豪森噪声检测方法

汽车B柱加强板软硬部过渡特性评价的常规方法是通过破坏性取样对局部硬度进行检测，无法直接面向零部件进行便捷、快速的无损测试，且耗时、耗费成本。为克服传统方法的不足，研究利用磁巴克豪森噪声检测方法实现过渡特性的无损评价。利用自主研发的多功能微磁检测仪器开展标定试验，提出过渡区域起止位置及长度范围的估算方法，并建立过渡区域的表面硬度定量预测模型。研究结果表明，磁巴克豪森噪声、切向磁场强度信号的大部分特征参量可以有效评估软、硬部过渡范围，参量x₁、x₅和x₁₇对起始点的估计误差范围处于±14 mm，长度估算的相对误差小于10%。利用单一参量x₁₇建立的线性表征模型对硬度的预测RMSE值为12.38 HV10，融合多项磁参量建立的BP神经网络模型的预测精度更高，RMSE值小于6 HV10。提出一种汽车关键部件软硬部过渡特性的微磁评估方法，研究磁巴克豪森噪声特征参量与硬度的关系，实现汽车B柱软硬区表面硬度和软硬部过渡范围的定量表征，具有重要的工程应用前景。