基于磁记忆梯度张量信号的缺陷二维反演研究

金属磁记忆检测技术是一种能对铁磁材料早期微观损伤及应力集中进行有效诊断的无损检测方法,针对二维反演方法难以准确得到缺陷分布的问题,提出了磁记忆梯度张量分析方法。分析磁梯度张量的测量要素,设计了磁记忆梯度张量信号测量方案;将磁记忆信号水平梯度模量作为缺陷边界反演的特征量,通过水平梯度模量的极大值位置来确定缺陷的边界及分布。裂纹二维反演实验结果表明,该方法不受检测方向影响,可对缺陷二维分布进行准确反演。     

焊接工艺对低合金海洋用钢焊接接头耐蚀性的影响

采用不同焊接工艺制备10CrNiSiMnCu钢焊接接头的腐蚀试样,通过室内挂片和电化学测试,探讨焊接工艺对焊接接头腐蚀性能的影响。分析结果认为,接头各区夹杂物、化学成分和微观组织的差别,是导致接头各区耐蚀性差异和不同种类接头耐蚀性差异的重要影响因素;熔合区由于成分、组织的不均匀,微观缺陷和焊接残余应力的存在等促使该区容易发生沟槽状腐蚀;焊接过程中输入的线能量较高,是造成埋弧焊接头的耐腐蚀性比其手工焊接头好的主要原因。     

SMA490BW钢低组配接头的疲劳性能研究

为发挥低强匹配焊接能改善高强钢的可焊性、有效降低约束力和预热温度的优点,采用J422焊条焊接超声疲劳试样,对高铁转向架用钢SMA490BW低组配十字焊接接头开展常温拉压条件下的超声疲劳试验,并对失效试样进行断口分析,研究低组配接头的疲劳失效机理。试验结果表明:十字焊接接头试样均断于焊趾,疲劳S-N曲线呈连续下降趋势。将十字接头的疲劳性能与板状母材进行对比分析,发现十字接头的疲劳寿命远低于母材。在循环周次为3.11×106时,十字接头试样的疲劳强度仅为母材的67%。试样疲劳断口的扫描电镜(SEM)分析结果显示,裂纹源主要位于焊趾处的熔合区,该区域存在的几何不连续性及焊接缺陷会引起较大应力集中,是导致焊接接头疲劳断裂的主要因素。     

基于BP神经网络的漏磁定量化检测

漏磁检测是由铁磁材料制作的兵器部件的常用无损检测方法之一,检测中的难点是根据被测漏磁信号反演缺陷的几何参数。将BP神经网络应用于漏磁信号的反演中,对神经网络进行训练,建立了漏磁信号与缺陷几何参数之间的数学模型,利用测量漏磁信号和仿真数据对模型进行了检验。试验结果表明,BP神经网络能根据漏磁信号精确地预测缺陷的几何参数,为漏磁定量化检测提供了一种可行的方法。     

不同检测环境下磁记忆信号变化研究

通过开展中碳45#钢试件的静载拉伸实验,采用磁记忆检测技术,研究了在线及离线2种检测环境下、不同加载阶段试件磁信号变化情况。结果显示：对应不同的检测环境,检测得到的试件磁信号差别显著。在线检测时试件周围磁环境对检测准确性影响较大,磁记忆检测判据——“过零点”失去作用;离线检测时检测效果良好,过零点能够反映试件应力集中部位。同时,对实验过程中的磁场强度变化及过零点漂移现象进行了理论分析。     

平板铁磁材料磁记忆检测特征分析

针对平板铁磁材料磁记忆检测问题,阐述了该技术对于直立圆柱体和水平圆柱体2种缺陷类型与磁场强度的对应关系,归纳了磁记忆检测的基本特征。使用俄罗斯TSC-1M-4型磁记忆检测仪,对含有水平圆柱体和直立圆柱体2种缺陷的平板铁磁材料进行了实验验证。结果表明,从重磁转化角度得出的磁场特征理论曲线能够正确反应出缺陷处磁场分布,与检测仪器测得结果也是吻合的。     

基于贝叶斯估计的漏磁缺陷轮廓重构方法研究

漏磁缺陷轮廓重构是指由检测到的漏磁信号重构缺陷轮廓及参数,是实现漏磁反演的关键。目前常用的反演方法包括神经网络法和优化法,但神经网络法的计算精度受噪声影响严重,优化法计算量大。针对这些问题,提出基于递推贝叶斯估计的漏磁缺陷重构算法。建立缺陷轮廓与漏磁信号的状态空间模型,将反演问题描述为基于状态和观测方程的典型的离散时间跟踪问题,对漏磁信号进行了反演,并在不同信噪比下对神经网络法和所提方法进行了反演效果的比较。结果表明：基于递推贝叶斯估计方法的漏磁信号反演算法精度高,同时对噪声具有鲁棒性,是一种有效可行的漏磁反演新方法。     

7A52厚板铝合金搅拌摩擦焊接头疏松缺陷研究

采用搅拌摩擦焊制备30 mm厚7A52铝合金对接接头,通过X射线探伤、焊缝组织与硬度分析和力学性能测试,研究焊缝疏松缺陷的存在形式、产生机理和对力学性能的影响。结果表明,疏松缺陷产生于焊缝前进侧焊核区与热机影响区交界处,主要由焊接工艺不当引起。疏松为有一定方向性的和较明显界面的、间隙的团条状组织,而且产生疏松的焊缝显微硬度和接头力学性能明显降低。带有疏松缺陷的拉伸断口没有撕裂痕迹,属于脆性断裂。     

基于三维有限元法的漏磁场分析

针对磁偶极子模型和二维有限元法在分析漏磁场过程中存在的不足,采用三维有限元分析漏磁场。根据麦克斯韦方程组和三维有限元分析原理建立了数学模型。利用数学模型对漏磁信号进行了仿真分析,得到了三维磁通密度矢量图和它的径向分量曲面图,直观地显示了缺陷附近漏磁场的特点。同时研究讨论了缺陷长度、检测路径位置和提离值对漏磁信号峰峰值的影响。为进一步对漏磁场的研究打下基础。     

5A06铝合金活性TIG焊接头组织与性能研究

采用防锈铝合金专用活性剂,进行5A06铝合金TIG焊接试验,研究5A06铝合金活性TIG焊接头的组织与性能。使用光学显微镜、扫描电子显微镜观察焊接接头的组织形貌,用电子探针分析焊缝区域的化学成分变化,并通过拉伸、断口观察等试验分析活性剂对焊接接头力学性能的影响。结果表明:与常规TIG焊相比,活性TIG焊的焊缝组织细密,基本不存在气孔、裂纹等焊接缺陷;活性TIG焊接头的拉伸强度、综合断裂伸长率和显微硬度均得到提高,焊接接头的性能良好。     

兵器零部件微裂纹检测方法的对比分析

针对武器装备零部件在役时出现微损伤的特点,就超声波、涡流、金属磁记忆三种无损检测方法加以对比分析如何检测微裂纹以及各自的优缺点。通过分析,得出检测大型部件表面和近表面缺陷时,选用涡流或超声波检测方法,检测埋深较大的内部微裂纹时,应用超声波进行定位定量检测;对于异型、高温零部件最好选用涡流非接触检测;检修武器装备时,先用磁记忆技术诊断,在发现有微裂纹微拟伤部位再用超声波进行量检测分析,超声波无法检测的情况下,可用射线检测。     

典型铜合金T3、B5、H96与35CrMnSi的摩擦焊接性研究

应用惯性径向摩擦焊工艺研究了T3、H96、B5三种铜合金与35CrMnSi的摩擦焊接性,确定三种材料的焊接性能否满足使用要求。通过强度检测、金相、硬度测试表明:三种铜合金与35CrMnSi均能形成良好的摩擦焊接头;接头剪切强度与铜合金等强,不会产生焊接气孔等熔化焊工艺存在的焊接缺陷。研究也表明,因为熔点与导热的影响,B5+35CrMnSi钢侧的热影响区较宽。三种材料与35CrMnSi的径向摩擦焊接性能满足使用要求。     

一种漏磁信号不变特征提取方法

为了提高漏磁缺陷的重构精度,提出一种基于径向基函数(RBF)的漏磁信号不变特征提取的方法。该方法在对漏磁检测过程中速度影响进行全面分析的基础上,建立二维有限元模型,采集不同速度下的漏磁信号,将速度影响下的漏磁信号作为RBF网络的输入,静态下的漏磁信号作为输出进行训练。实验结果表明:这种方法实现了速度效应的补偿,提取出了漏磁信号的不变特征,而且具有较高的精度,是一种有效的方法。     

7A52厚板铝合金单双面搅拌摩擦焊接头性能对比分析

通过对30 mm厚的7A52铝合金轧制板材进行搅拌摩擦焊接工艺试验,对比分析了单面焊接和双面焊接两种工艺对焊接接头组织和性能的影响。结果表明:与单面1道焊接相比,双面(背部2次)焊接细化了前1道焊缝组织,消除单面焊道背部缺陷,且焊接接头各区的硬度趋于均匀一致,基本达到母材硬度水平,焊接接头伸长率和拉伸强度都优于单面焊接;双面焊接头断口呈韧性断裂,单面焊接头断口韧窝数量低于双面焊。     

小波分析在金属磁记忆无损检测中的应用

基于小波分析的理论与算法,运用小波分析技术对金属磁记忆信号进行消噪平滑、数据压缩和奇异性分析,提取出有用的特征参量,具体涉及小波多分辨率分析的消噪平滑、一维小波分析进行磁记忆信号压缩、基于小波分析的磁记忆信号奇异性分析等方面,为工件磁记忆信号的正确评价提供理论和实验依据。     

MB8镁合金及其焊接接头显微组织及力学性能的研究

通过TIG电焊机对MB8镁合金板材进行焊接,研究MB8镁合金母材及其焊接接头的显微组织和力学性能,分析焊接接头的硬度分布和应力集中系数。试验结果表明:接头焊缝区、热影响区、母材区的组织分别为粗大铸造柱状晶、大小不一的等轴晶和细小均匀的晶粒;焊缝区硬度值最低,母材区硬度值变化幅度较小,最高达48.2HV;TIG焊接接头的力学性能远低于母材,接头焊缝及近缝区晶粒粗大,焊趾处存在应力集中,同时伴有焊接残余拉应力,这些因素是导致焊接接头力学性能降低的主要原因;母材及焊接接头的拉伸断口均呈现撕裂棱形貌,表现为脆性解理断口。     

SiC_p/101Al复合材料的氩气保护炉中钎焊

对SiC颗粒增强铝基复合材料SiCp/101Al的氩气保护炉中钎焊工艺及机理进行研究。结果表明,通过优化钎焊工艺参数,获得接头的剪切强度最大值可达90MPa;进一步对钎焊接头进行金相组织观察和钎缝相结构组成分析,钎缝组织致密,未发现有气孔、夹杂和微裂纹等缺陷,钎料和母材之间合金元素存在明显的互扩散,并且母材中有部分SiC颗粒过渡到钎缝之中;接头断口扫描观察显示,接头整体呈现韧性断裂特征。对钎焊接头的强度问题进行讨论。     

基于磁阻效应的镀层工件漏磁检测传感系统设计

针对镀层工件漏磁检测中检测信号微弱,干扰信号相对于缺陷信号大等特点,采用具有差分结构的磁阻传感器设计,对传感器信号进行放大、滤波处理,对传感器进行置复位、增益和偏差调整电路设计,取得了满意效果。     

镁合金焊接接头疲劳性能研究进展

镁合金焊接接头是决定镁合金焊接结构疲劳寿命的关键部位,镁合金焊接结构疲劳失效常发生在焊接接头处,其机理及延寿技术的研究对扩大镁合金应用范围具有重要作用。简述镁合金焊接接头疲劳曲线,综述镁合金焊接接头疲劳裂纹萌生与扩展机制,总结镁合金焊接接头延寿技术,概括镁合金焊接接头与其他轻质结构材料焊接接头疲劳性能的对比,最后对镁合金焊接接头疲劳性能进一步的研究方向进行展望。     

焊缝低配度对铝合金焊接接头强度的影响

为研究焊缝低匹配度对铝合金焊接接头强度的影响规律,分别对ER5356与ER5087焊丝熔敷金属和A7N01铝合金焊接接头进行拉伸试验,并对具有不同低强焊缝的焊接接头进行疲劳强度试验。结果表明:无论是采用ER5356焊丝还是ER5087焊丝,A7N01铝合金的焊接接头均呈低匹配形式;与ER5356焊丝相比,使用ER5087焊丝焊接的铝合金接头焊缝金属的低匹配程度降低,并且随着焊缝强度低配度的降低,焊接接头的静强度和疲劳强度均相应提高。可见,焊缝低配度是影响铝合金焊接接头强度的一个重要因素。