基于交变磁场测量技术的裂纹缺陷定量检测系统设计

交变磁场检测技术是近年来发展起来的一种新兴电磁检测技术,它可以实现对裂纹的精确定位及测量。介绍了裂纹定量检测的原理以及裂纹定量检测系统的软硬件设计,并通过在人工试块上进行试验,验证了该系统可以实现裂纹缺陷定量检测任务。     

飞机某型发动机压缩机一级叶片裂纹检测研究

飞机某型发动机压缩机一级叶片在航空修理中运用无损检测探伤疲劳裂纹已进行多年，然而对叶片裂纹的规律特点认识不一，有偶尔出现误判现象，对此进行分析研究，并提出具体意见。     

无损检测交变磁场测量法

准确测定缺陷的尺寸,对带缺陷结构的寿命评估具有十分重要的意义。交流磁场测量法是近年来兴起的一种评价表面缺陷的无损检测方法,它通过测量工件表面感应磁场的变化来进行材料中缺陷的定性定量,具有非接触的优点,广泛应用于结构的在役检测。     

飞机发动机叶片榫槽爬波原位检测

文章尝试利用爬波特性解决飞机叶片榫槽原位检测难题。分析了飞机叶片榫槽原位爬波检测的原理,介绍了仪器、探头的选用原则,设计了模拟叶片试块,确定了检测灵敏度,并对原位检测方法作了说明。通过对检测结果的分析表明,采用小尺寸高频双晶爬波探头可以有效地对发动机叶片榫槽裂纹进行原位检测,而且检测方便快捷,灵敏度高,信号容易辨别,从而为爬波检测技术开辟了新的应用领域。     

发动机自由涡轮叶片裂纹分析

发动机在持久试车例行定检孔探时发现自由涡轮叶片上有一条疑似穿透性裂纹,通过对其进行磁流、荧光检测发现,在一叶片尾缘处有一条长度为5~7 mm的裂纹。对发动机进行分解、零件荧光检测发现多片叶片均存在裂纹。采用宏观检查、断口分析、金相剖切等手段,对裂纹叶片开裂性质进行确认,并对自由涡轮叶片的开裂原因进行分析及验证。结果表明,自由涡轮叶片裂纹性质为疲劳开裂。采用有限元软件对自由涡轮叶片进行振动计算及载荷谱复查,结果表明,由于试车载荷谱发生改变,转子与叶片在工作转速范围内形成共振,造成叶身高阶弯曲疲劳裂纹。     

飞机发动机涡轮工作叶片榫头裂纹的原位涡流探伤

某型号飞机发动机在外场使用过程中,出现了几起涡轮工作叶片榫头断裂的故障(图1)。经失效分析,均为疲劳裂纹所致。为避免该类问题再次出现,需寻找一种可靠的外场无损探伤方法,以有效地检出缺陷,确保发动机的安全运行。     

光纤法-珀传感器在飞机发动机叶片裂纹检测中的应用

基于光干涉原理确定初始法-珀腔长度,设计了光纤法-珀干涉仪,建立了非接触式光纤法-珀激光超声试验装置,用于探测飞机发动机叶片的裂纹。光纤法-珀传感器使用单根光纤实现多束光干涉测量,制作简单,成本低,能快速、有效地实现非接触叶片表面裂纹检测。     

交变磁场测量的缺陷识别模型

交变磁场测量方法由于其无需标定、对表面要求不高、具有完善的数学模型和可实现缺陷定量分析等特点，正越来越受到无损检测界人士的关注。通过对其原理的分析介绍，在利用基于正交型锁相放大器(LIA)的三维磁场微弱信号测量系统对缺陷磁场进行数据采集的基础上，提出了基于缺陷环幅值斜率比值的两种缺陷识别模型，并对其判断规则和结果进行了分析。     

某发动机叶片抛修裂纹荧光渗透检测

某型发动机在厂内加速模拟800h试车后,在对Ⅰ、Ⅱ级涡轮叶片进行荧光渗透检测时发现裂纹,经冶金分析,该叶片裂纹为抛修裂纹,是叶片在制造过程中产生的缺陷。笔者分析了这种情况产生的原因,旨在找出如何在制造阶段发现抛修裂纹等细微缺陷,以确保产品质量。     

交流电磁场检测中裂纹形状反演研究

针对交流电磁场检测（ACFM）智能可视化虚拟样机开发的需要，考虑到感应线圈测量精度和电磁场的分布特性，选取了裂纹反演的特征信号，确定了描述裂纹外形信息的样本特征向量，分析了裂纹尺寸反演的计算方法，采用数值模拟方法弥补了由于试验条件限制而无法对大量任意形状裂纹进行试验研究的不足，对多种不规则裂纹上方的磁场分布情况进行了仿真计算，分析了缺陷外形对于检测信号的影响，在此基础上提出了磁场信号与裂纹形状之间的相似性，研究了相似性内在机理并利用相似性建立了裂纹外形反演算法，经试验证明该算法是有效的。     

交流电磁场检测技术中传感器的设计和信号的小波降噪

传感器的设计和信号降噪分析是交流电磁场测量系统中必须解决的关键问题。通过给激励线圈施加磁芯,缩小传感器的结构尺寸,对交流电磁场传感器的检测信号部分采用差分式串联结构,并采用多级放大、滤波和检波电路,增强对小缺陷信号的检测能力。选取适当的小波,对采集信号进行小波降噪,分析由缺陷引起的扰动磁场与缺陷的关系。试验可得,采用差分式串联结构探头采集的信号峰一峰值较强,噪声较小,能够更好地提取微弱的扰动磁场信号;采用小波降噪后的信号特征能够更明显地定量反映出缺陷特征。     

小波奇异点检测理论在交变磁场法缺陷定量中的应用

采用交变磁场测量法进行缺陷定位和定量时,缺陷环和基于斜率比值的识别模型均不能对裂纹长度精确定量。在此基础上介绍了小波分析奇异点检测理论,对上述模型进行了改进,利用小波分析的多尺度分析理论实现裂纹长度的精确测量。通过对15mm×1mm×2mm裂纹的测试证明,该方法取得了较高的测试精度。     

扰动磁场检测技术中裂纹磁场信号的反演

依据试验数据和有限元仿真结果,分析了裂纹缺陷特征与扰动磁场分布的关系,总结出交流场检测技术中磁信号裂纹尺寸反演的基本规律。借助于B_x扰动磁场信号形状与裂纹缺陷特征之间的相似性,建立了二维表面缺陷形状的反演算法。     

交变电场真空离子表面合金化工艺及在手用钢锯条上的应用

利用交变电场真空离子表面合金化技术在T10钢表面进行W、Cr、C、N元素表面合金化，并将该工艺用于手工锯条上。结果表明，合金层中所需元素及组织可在表面合金化时一次获得，表面合金化锯条的实际使用寿命是普通碳工钢锯条的2～3倍。     

不同参量对缺陷交变漏磁场影响的仿真及验证

介绍了漏磁检测原理,以有限元数值仿真为手段,建立了三维有限元仿真模型,对影响钢板缺陷漏磁场分布的缺陷深度、宽度及提离高度等参数变化进行了仿真,并给出了它们的关系曲线,为缺陷漏磁判别提供了有力依据。最后给出了实验验证。结果表明,仿真研究与实际结果有较好的一致性。     

管道腐蚀检测中新型脉冲涡流传感器的设计

提出了一种新型脉冲涡流传感器设计思路。它将脉冲涡流激励场从空间上转化为匀强涡流场,从而等效为一种自差分式的涡流检测技术,因此无需进行差分处理,可避免差分信号的不同步导致的检测精度和灵敏度不高。采用该新型脉冲涡流传感器对钢管腐蚀缺陷进行了检测,试验结果表明设计的传感器具有较高的灵敏度和检测精度。     

航空发动机风扇叶片裂纹失效分析

航空发动机风扇叶片产生了裂纹故障。通过对故障叶片进行外观检查、断口分析、叶尖端面检查、化学成分分析、硬度检测及金相组织分析,确定了风扇叶片裂纹的性质和产生原因。结果表明:风扇叶片裂纹为高周疲劳裂纹;钛合金风扇叶片与镍包石墨涂层摩擦相容性差,叶片与机匣镍包石墨涂层发生严重摩擦是导致叶片产生早期疲劳开裂的主要原因;同时,结构的应力集中以及振动应力也会引起疲劳裂纹的萌生及扩展;并提出了相应的改进建议,避免类似故障的发生。     

Reduction in Microsegregation in Al-Cu Alloy by Alternating Magnetic Field

The microsegregation behavior of the Al-4.5 wt%Cu alloy solidified at different cooling rates under the alternating magnetic field(AMF) was investigated.The experimental results showed that the amount of non-equilibrium eutectics in the interdendritic region decreased upon applying the AMF at the same cooling rate.The change in microsegregation could be explained quantificationally by the modifications of dendritic coarsening,solid-state back diffusion and convection in the AMF.The enhanced diffusivity in the solid owing to the AMF was beneficial for the improvement in microsegregation compared to the cases without an AMF.In contrast,the enhanced dendritic coarsening and forced convection in the AMF were found to aggravate the microsegregation level.Considering the contributions of the changes in above factors,an increase in solid diffusivity was found to be primarily responsible for the reduced microsegregation in the AMF.In addition,the microsegregation in the AMF was modeled using the analytical model developed by Voller.The calculated and experimental results were in reasonable agreement.     

电场频率对45钢交流电场增强粉末法渗硼的影响

在800℃粉末法渗硼过程中对中碳45钢试样和渗剂施加交流电场,研究电场频率对粉末法渗硼的影响规律和作用机制。对渗硼保温过程中试样的温度、渗硼层显微组织、相结构、厚度及显微硬度分布等进行观测分析。结果表明:交流电场使试样温度高于渗硼保温炉温,电场电流恒定时,随频率从20Hz增至400Hz,试样温升先降低后升高,硼化物层及增碳区厚度均先减小后增加;当电场电流为3A时,硼化物层为单相Fe2B;当电场电流≤2A时,随频率增加,硼化物层由FeB+Fe2B双相变为单相Fe2B,渗层表层硬度降低、硬度分布曲线趋于平缓。分析认为,电场频率通过综合影响渗剂反应、活性硼原子及含硼活性基团在试样表面的吸附和试样内原子的扩散来影响渗硼。