基于正交锁相放大的金属磁记忆应力集中检测

研究了铁磁性构件应力集中区剩磁产生的漏磁场分布的物理模型,利用法向磁场的过零点是梯度最大值的特点,以法向磁场梯度为特征值判定应力集中程度。设计了用于驱动探头振动的压电陶瓷悬臂梁的结构参数,以振动频率为信号中心频率设计了二阶窄带滤波器,采用正交锁相放大技术将微弱的法向磁场梯度分量从强噪声背景中分离。使用A3钢圆截面试件验证了磁记忆信号的强度与应力集中系数的关系。     

新型脉冲漏磁检测法的表面缺陷检测特征分析

针对脉冲漏磁检测技术对不同方向的漏磁分量进行分析时存在一定局限性的问题,基于脉冲漏磁(PMFL)检测中的U型磁轭和脉冲涡流(PEC)检测中的矩形空心激励线圈,提出了脉冲聚磁(PMC)检测方法.通过仿真和实验分析了铁磁性试件在脉冲漏磁和脉冲聚磁两种检测模式下,缺陷部位的响应信号X,Y和Z3个分量的检测效果.结果表明:脉冲聚磁检测方法在进行铁磁性材料构件的缺陷检测时,激励探头对被测试件的3个方向的分量激励效果更明显,同时对于不同深度的表面缺陷,脉冲漏磁响应信号的三维分量具有更高的检测灵敏度.     

温度对漏磁信号影响的研究

针对传统的漏磁检测方法,分析了温度对漏磁信号的影响,对不同温度下试件的漏磁信号特点进行了研究。建立了铁磁材料磁导率随温度变化的对应关系,进行了热磁耦合仿真和试验,仿真结果和试验结果具有较高的一致性,表明随着铁磁材料温度的升高,磁导率下降,漏磁场的磁场强度增强,分布范围扩大。     

基于涡流阵列传感器的金属结构裂纹监测方案可行性研究

针对飞机金属螺栓孔连接结构疲劳裂纹的特点和实时监测的需求,提出了一种基于柔性平面的涡流阵列传感器,设计了疲劳裂纹扩展实时监测方案,搭建了疲劳裂纹监测实验系统。通过建立监测系统的三维有限元仿真模型,得到传感器工作时感应磁场和磁位矢量的分布规律,验证了监测方案的可行性。通过设计疲劳裂纹扩展试验,确定了涡流阵列传感器定量监测能力。等幅程序载荷谱作用下2A12—T4铝合金试件疲劳裂纹监测试验结果表明:提出的涡流阵列传感器能够有效定量监测裂纹的扩展,裂纹监测方案是可行的,监测精度达到1 mm。仿真结果表明:传感器在工作时磁矢量位的分布关于激励线圈导线中心对称,在激励线圈导线中间达到最大值,同时裂纹存在时感应通道归一化跨阻抗幅值比增大10%。     

模糊免疫算法及其在金属磁记忆检测中的应用

将模糊聚类算法原理引入到免疫算法中,形成无监督学习的模糊免疫算法,并基于该算法建立起智能分析模型,对金属磁记忆检测信号特征进行分析。实验表明,基于该算法建立的模型对实验材料的状态识别能够达到较高的准确率。     

一种钢丝绳芯输送带早期故障检测方法

针对传统小波变换分析金属磁记忆信号奇异性时易受噪声干扰的问题,将经验模态分解(EMD)和小波变换(Wavelet)相结合,提出了一种EMD-Wavelet早期故障检测模型。将钢丝绳芯输送带的金属磁记忆信号经过经验模态分解得到本征模函数分量,利用小波变换模极大值法提取信号奇异性特征。实验结果表明,该模型抗干扰能力强,能够较好地反映信号局部特征,可有效判断钢丝绳芯输送带异常应力集中区位置,为早期故障诊断提供依据。     

管道腐蚀检测中的脉冲漏磁检测技术

漏磁检测技术广泛应用于管道等铁磁性材质的检测;由于常规漏磁检测的局限性,往往难以检测近表面和表面下缺陷;在分析漏磁检测原理基础上,采用脉冲交流磁化方式;介绍了脉冲漏磁检测系统,并对不同深度的缺陷钢管试件进行了试验,试验结果表明提取脉冲漏磁检测传感器(径向分量)输出的瞬态输出电压信号可对表面和表面下腐蚀缺陷进行有效识别;脉冲漏磁检测方法综合了漏磁检测和脉冲涡流检测的优点,具有快速、定量检测的特点,在管道等的缺陷检测中具有广阔的应用前景。     

基于双处理器的磁记忆/漏磁检测系统

为了弥补磁记忆和漏磁无损检测机理的局限性,提出漏磁辅助磁记忆检测的构想,设计了一种基于DSP和PC104双处理器架构的新型检测系统。硬件设计主要分析了传感器、信号调理、AD采样和双处理器架构;软件设计以上位机操作系统和下位机信号通信传输模块开发为主。通过硬件设计与软件开发,将磁记忆与漏磁检测技术基于同一操作平台组合在一起,从而实现了金属磁记忆和漏磁检测技术在管道检测工程中的完整应用。实验结果表明,相对单一检测技术,新型检测系统具有更强的缺陷识别能力和识别有效性。     

SiC/Al梯度功能材料蠕变性能有限元分析

为研究SiC／Al梯度功能材料（Functionally Gradient Material,FGM）的性能,采用ANSYS分别对具有4个梯度层的该种材料的3点弯曲试样和紧凑拉伸试样,在热载荷和机械载荷热载荷共同作用下的蠕变性能进行数值模拟分析,得到不带微裂纹、带垂直梯度方向微裂纹和平行梯度方向微裂纹的SiC／A1FGM试样在这两种工况下的蠕变应变随坐标位置及时间变化曲线．结果发现：（1）蠕变应变主要发生在铝合金富集层,横向裂纹对试件蠕变影响不大;（2）在有机械载荷作用时,裂纹位置对最大蠕变应变值有较大影响;（3）考察紧凑拉伸试件,发现随着远离裂纹尖端,其蠕变应变值也随之迅速减小,在有机械载荷作用下,蠕变减小趋势比只受热载荷作用明显,变化趋势反映出蠕变应变与材料的应力分布有很大关系．     

二维弱磁检测传感器及其应用

以HMC—1022磁敏元件为基础,开发了二维弱磁检测仪器,利用自行设计的简易标定系统,测定了主要技术指标。选用拉伸后的A3钢试件进行检测,将结果和俄罗斯的TSC—1M—4型磁记忆检测仪检测结果进行了对比,二者的曲线变化规律基本相同。用Matlab软件画出检测结果立体图,在图形中可以准确地找到已知缺陷的位置。     

基于MSP430磁记忆检测多路信号处理

金属磁记忆检测方法是通过检测铁磁构件的磁场分布情况来诊断和预防设备缺陷的一种新方法。本文设计了一种新的磁记忆检测系统。该系统基于金属磁记忆检测原理,采用MSP430F4794单片机检测铁磁构件的裂纹、诊断评估其应力状态及应力集中区域,为及时处理检测结果提供了新的途径。     

磁弹效应索力传感器的差动式温度补偿及试验研究

在研究旁路结构的磁电复合材料索力传感器检测方法基础上,运用铁磁性分子场理论和布洛赫自旋波方法,建立磁化强度与温度的函数关系,研究温度对检测精度的影响机理。提出一种并行装配的温度补偿传感器磁路结构,运用差分运算技术,设计具有分时共享信号调理功能的差动式信号处理电路,实现全温度范围的差动式自动补偿。试验表明,在0~20 kN变载下,-30℃～+80℃温度范围内,对诱导电压信号的波动影响小于1%,测量重复误差0.04%~0.30%,有效解决了温度补偿难题,能够满足索力检测工程要求。     

长输油气管线缺陷识别软件系统设计与实现

为了充分发挥金属磁记忆技术在管道缺陷检测中的优势,解决磁记忆信号本身不能判断缺陷类型的问题,建立了一种管道缺陷识别分类方法,设计并开发了一套基于C#和MATLAB混合编程的长输油气管线缺陷识别软件系统。该软件利用MATLAB对长输管线金属磁记忆数据进行数据处理、特征量计算及方法建模等工作,利用C#搭建面向用户的操作界面,使用户能够快速准确地对长输油气管道中的腐蚀缺陷、焊缝应力集中区域、弯管应力集中区域进行识别定位并加以区分。     

基于STD标准的ATS信号组件研究与设计

信号与测试定义(STD)标准从被测对象信号的测试需求出发,以信号的方式描述测试需求,可以为自动测试系统提供更好的程序可移植性;STD标准规范了信号的定义与描述模型,但没有提供具体的实现方法;为了从技术层面上解决测试信号参数传递与测试需求存储问题,分析了STD标准,并根据该标准对信号进行设计,提出了基于STD标准的自动测试系统信号组件设计方案,并以信号激励产生的过程介绍信号组件的交互;以交流AC_SIGNAL信号组件的构建为例,对信号组件的设计方案进行验证;实验结果证明该设计方案切实可行,可为自动测试系统的研究提供参考。     

磁记忆对铁磁部件的早期诊断和维护

金属磁记忆检测技术是对铁磁设备部件隐性损伤进行早期诊断,防止部件突发性疲劳破损的一种无损检测新技术,它可以准确检测出被测对象上以应力集中区为特征的危险部件和部位,是对铁磁部件进行早期诊断唯一行之有效的非破坏测试方法,通过对漏磁场检测,判别磁场的法向分量过零点这个明显特征,从而确定铁磁部件存在缺损或应力集中,这种漏磁检测方法,可以方便快捷地发现应力集中区,实现对设备部件的早期诊断.     

汽车转向传动轴扭转疲劳寿命试验台设计

针对汽车转向传动轴扭转疲劳寿命的测试,设计了基于PIC16F877单片机的试验台,给出了具体的试验方法,在传动轴与方向盘联接的一端,利用步进电机驱动传动轴,模拟方向盘正反方向的转动,传动轴另外一端,由程控电源控制磁粉制动器,产生扭转负载,与磁粉制动器串联安装有扭矩传感器,能对试验负载进行检测反馈,单片机与程控电源通过串口通信,能自动调节程控电源输出的电流大小,从而使磁粉制动器输出的扭矩负载恒定;该系统测试数据准确,具有试验次数记忆和故障报警功能,成本低,具有实用价值。     

嵌入式存储系统的仿真及实现

嵌入式环境中存储需求在不断地增长，越来越多的嵌入式系统采用高速存储单元支持系统运行以及大规模的数据存储。随着嵌入式存储系统的速度和容量的扩展，如何设计高速的存储系统成为需要研究的问题。该文从信号完整性的角度，以一种海量DDR存储系统设计为实例，利用信号完整性仿真方法，分析和探讨了适当的信号线终结方式和布线规则对信号完整性的影响。该方法适用于不同容量的高速存储系统设计和高速DDR2存储系统，实际应用表明了该方法具有良好的效果。     

铁磁构件局部缺陷漏磁模型与实验验证

根据矩形槽磁偶极子分析模型,结合圆柱铁磁金属构件的几何特征,建立了圆柱铁磁构件的漏磁场分析模型;针对圆柱铁磁构件表面任意探测点,从理论上给出了地磁场、构件母体磁场和局部缺陷产生的漏磁场数学解析表达式;对圆柱铁磁构件的漏磁模型进行软件仿真研究,并利用实验室漏磁检测装置对有明显局部缺陷区域的圆柱铁磁构件进行了测试;最后对软...