基于盲源分离的304奥氏体不锈钢弱磁信号处理

针对304奥氏体不锈钢顺磁性材料的裂纹检测,提出一种基于盲源分离的弱磁信号处理方法。根据正交试验,设计制作4个304奥氏体不锈钢试件,利用弱磁检测仪器采集试件磁感应强度;针对预置人工凹槽裂纹磁异常彼此独立的特点,建立弱磁信号的混叠模型,开展基于主成分分析和盲源分离的数据处理,并与磁梯度法作对比;结合独立向量和峰度系数,对缺陷信号进行智能识别。结果表明:相比磁梯度法,采用主成分分析和盲源分离方法能有效提升弱磁技术检测效果,依据独立向量和峰度系数,可实现弱磁仪器对缺陷信号的智能识别,为具有类似磁学特征的材料检测和仪器开发提供了新的思路和方法。     

基于扰动涡流分析的中冷器故障诊断方法

阐述了感应线圈测出由缺陷引起电流扰动导致的磁通变化的理论方法.制作了奥氏体不锈钢材质焊接试块,对焊缝缺陷深度与图形幅值大小之间的关系进行了分析,讨论了影响检测信号的因素和规律.通过试验及检测表明,此方法可以将缺陷检测出来并能确定深度,满足工程检测的要求.     

基于ACFM的奥氏体不锈钢不规则裂纹可视化重构方法研究

奥氏体不锈钢具有良好的耐腐蚀性、高韧性和塑性,在石化特种装备和海洋结构中有着广泛应用。奥氏体不锈钢通常在高温、高压、强腐蚀介质中服役,结构表面可产生各种类型不规则裂纹缺陷,威胁结构安全服役。由于不导磁、弱导电、晶粒粗大的特性,传统无损检测对奥氏体不锈钢表面不规则裂纹检测和评估存在诸多挑战。提出基于交流电磁场检测(Alternating current field measurement,ACFM)技术的奥氏体不锈钢不规则裂纹可视化重构方法,建立奥氏体不锈钢不规则裂纹ACFM有限元仿真模型,分析不规则裂纹周围电磁场畸变规律,提出垂直方向磁场(垂直于试块方向磁场,称为Bz)图像梯度场的不规则裂纹表面轮廓可视化重构方法,利用不规则裂纹检测试验验证可视化重构方法的效果。结果表明,ACFM探头感应电流可在奥氏体不锈钢不规则裂纹端点聚集,聚集电流引起垂直方向磁场Bz畸变,Bz图像梯度场可反映电流聚集位置,Bz图像梯度场可视化重构方法能够实现奥氏体不锈钢不规则裂纹表面轮廓可视化成像显示及精确评估。     

304不锈钢晶粒尺寸的超声检测

以不同晶粒尺寸的304奥氏体不锈钢试样为研究对象,采用频率5MHz的超声换能器对其进行水浸横波检测,通过快速傅里叶变换(FFT)分析裂纹缺陷和晶粒反射信号的能量特征,以便排除缺陷信号的干扰;通过超声检测得到无裂纹缺陷试样的相对二阶非线性系数,分析了其与平均晶粒尺寸的关系。结果表明:当在1.6～4.4 MHz频段的能量占比低于1%时,可认为奥氏体不锈钢中无裂纹缺陷存在;相对二阶非线性系数随着奥氏体不锈钢平均晶粒尺寸的增大而减小,因此可利用该参数来表征奥氏体不锈钢的晶粒尺寸。     

冷加工后奥氏体不锈钢的磁性能

首先对CrNiX型和304两种奥氏体不锈钢进行室温拉伸和压缩试验,然后测定两种不锈钢的磁性能,并对不锈钢中的铁素体数以及不锈钢的显微组织和物相进行了分析。结果表明:拉伸变形后的CrNiX型不锈钢没有形成典型的磁滞回线,磁导率为1.0,剩磁很小,属于弱磁性材料;压缩变形后的304不锈钢形成了典型的磁滞回线,磁导率为1.2,导磁性能显著增强;拉伸变形后,CrNiX型不锈钢的显微组织没有发生明显变化,物相组成也未发生变化;压缩变形后,304不锈钢发生单一奥氏体组织的α-Fe相变,部分变为马氏体组织。     

薄板奥氏体不锈钢对接焊缝超声波探伤方法研究

通过对超声波应用于薄板奥氏体不锈钢对接焊接接头的研究和试验,开发了薄板奥氏体不锈钢对接焊接接头超声检测和质量分级方法。试块探伤试验和现场实物检测试验表明,对板厚为3～10 mm的在用压力容器奥氏体不锈钢对接焊缝及母材,辅以超声波探伤,可以及时发现奥氏体不锈钢容器在对接焊缝、封头扳边处、支座角焊缝母材等处存在的各种形式的裂纹或缺陷,有效避免出现容器的失效事故。     

奥氏体不锈钢板对接焊缝的相控阵超声检测方法

奥氏体不锈钢因其耐腐蚀性强、力学性能优越等特点而在各工业领域被广泛应用。但奥氏体不锈钢在焊接过程中很容易出现各种缺陷,而常规的无损检测手段都很难高效地对其进行检测。相控阵超声检测技术的引入为解决这一问题提供了一种方法。本文从奥氏体不锈钢的应用背景出发,简要介绍了奥氏体不锈钢焊缝相控阵超声检测研究现状,阐述了相控阵超声检测的基本原理,然后通过专用试块的测试,论证了此检测方法是合理的。     

高强不锈钢双联齿轮异常磁痕分析与实验研究

针对某高强不锈钢双联行星齿轮磁粉检测时发现的轴向针状线性磁痕问题进行分析,并采用磁粉检测方法对不同热处理状态下的材料进行实验研究。实验结果表明:异常磁痕不是开裂或发纹类等缺陷引起,而是在基体马氏体组织中出现的残余奥氏体偏析导致。固溶时效过程可以有效减少或消除残余奥氏体的偏析,且在标准固溶时效后,提高固溶温度能够减少或消除逆变奥氏体,提高时效温度对组织无影响。实验结果对航天器超强不锈钢齿轮磁粉检测中的磁痕判定提供了依据。     

数据采集卡在SUS304耦合摩擦实验机中的应用

针对SUS304亚稳奥氏体不锈钢的摩擦问题,自制一台耦合摩擦与变形实验机,用来模拟SUS304亚稳奥氏体不锈钢的摩擦行为.利用PCL-812PG数据采集卡完成耦合摩擦实验机数据采集系统的硬件设计,整个系统由工控机、数据采集卡、力传感器、信号调理电路等几部分组成.采用VC++6.0作为测控系统的软件开发平台,结合DLL技术实现了在Windows环境下数据采集系统的实现.该数据采集系统能很好地采集实验中的耦合摩擦力,为进一步分析SUS304亚稳奥氏体不锈钢的摩擦行为提供了保证.     

基于小波熵的微弱磁异常信号降噪处理

针对地下磁性掩埋物检测时,磁异常信号信噪比低的问题,提出基于小波熵的微弱磁异常信号降噪方法。小波变换对弱磁异常信号进行提取的关键在于确定小波系数的阈值。为此,引入反映信号能量分布特性的小波熵概念和一个调节因子,最终确定阈值,利用软阈值方法处理高频系数。通过计算机仿真对算法进行了检验。结果表明:该算法可以有效地提高信噪比,还原原始信号。     

基于Halbach排列的摆线永磁齿轮

摆线永磁齿轮是通过内转子本身自转和公转来传递转速,可以获得较高的传动比和转矩密度。为改善漏磁、提高永磁体利用率,将永磁体采用Halbach排列,根据其工作原理设计制造了一台样机。通过有限元模拟摆线永磁齿轮的磁场分布和静态转矩特性。与一般结构相比,采用90°Halbach结构时最大转矩密度的平均值可提高30%左右,且最大转矩密度的波动较小,传动更平稳。最后,通过实验分别测试转子不同转角时的传动转矩,所得结果与模拟结果比较吻合。结果表明基于Halbach排列的摆线永磁齿轮可以有效的改善漏磁现象,获得更高的转矩密度。     

RESEARCH ON A MAGNETIC FIELD IN ELECTROLYTIC LAPPING

Taking electrolytic lapping stainless steel for example, the principle of electrolytic lapping with a magnetic field is described, the movement of charged particles in the magnetic field is analyzed in tems of theory. Using a computer, the motion loci of the charged particles in the magnetic field are simulated. The theory and the experiment show that the magnetic field can accelerate the diffusion and mobility of the charged particles, accelerate the electrochemical reaction and reduce the surface roughness of the work more quickly, which improves the lapping efficiency.     

磁流变离合器的磁路设计研究

磁流变离合器的磁路设计是离合器设计中的重要环节,系统地分析离合器磁路设计中材料选择、磁路结构以及线圈参数等应该注意的因素。在此基础上,建立一套基于磁饱和效应的磁路设计方法,应用磁路欧姆定律计算磁路所需磁通势,详细介绍其设计计算步骤,并对电磁线圈参数的设计计算方法进行详细介绍,最后应用研究结果完成一种圆盘式磁流变离合器的磁路设计。     

磁性液体研磨加工机理

在以前研究的基础上,改磁性液体悬浮研磨为流性液体堆积研磨,并在研磨中附加振动,大大地提高了加工效率和加工精度,加工出表面粗糙度只有Ra0.005～0.006μm的钢试件和Ra0.005～0.010μm的铜试件表面。还就这种新研磨方法中各种因素的影响以及其研磨作用机理进行了深入的研究探讨。     

推力磁轴承的力学特性及其对径向磁轴承的影响

讨论了计入推力盘静态倾斜影响后的推力磁轴承的力学特性,导出了其静、动特性的系数公式,并结合某涡轮膨胀机的推力磁轴承进行了实例计算。结果表明,推力盘的静态倾斜对推力磁轴承的力学特性产生显著影响,并改变径向磁轴承的静负荷分配,使得推力磁轴承与径向磁轴承之间产生强烈的耦合作用。该结果可用于5自由度磁悬浮轴承－转子系统的机电耦合动力学研究。     

ON THE PERFORMANCE ANALYSIS OF FLEXIBLE MAGNETIC ABRASIVE BRUSH

ABSTRACT

Magnetic abrasive finishing (MAF) of alloy steel workpiece with unbounded magnetic abrasive particles (UMAPs) indicates that the surface finish in the range of nanometer can be achieved. Important controllable four process parameters have been identified which are as current to the electromagnet, machining gap, abrasive size (mesh number), and number of cycles. Experiments have been planned using design of experiments technique. Based upon the results of response surface methodology and analysis of variance (ANOVA), it is concluded that magnetic flux density that depends on current to the electromagnet and machining gap, is most influencing parameter followed by grain size and number of cycles. The surface roughness profile generated during the MAF process has been discussed. To understand the cutting mechanism of magnetic abrasive finishing process, scanning electron microscopy (SEM) and atomic force microscopy (AFM) of the machined surfaces have been carried out. The correlation between surface finish and material removal has also been established.     

外加磁场作用方向对焊接残余应力的影响

针对新近发展起来的降低钢铁工件中残余应力的脉冲磁处理方法作用规律较为复杂的现状,研究了磁处理降残余应力效果的外磁场方向这一关键因素。通过盲孔法在16Mn焊接应力试样上进行残余应力的研究,研究脉冲磁处理前后试样中的残余应力分布,并对不同外磁场方向导致的磁处理效果进行对比。试验结果表明,在其他处理参数相同的情形下,不同的外磁场方向可导致不同的磁处理效果：磁场沿最大主应力方向进行处理,残余应力变化不明显；而磁场与最大主应力方向垂直进行处理,可获得较为明显的残余应力降低效果。采用电阻应变片研究不同外磁场方向引起试样中的磁致伸缩,获得不同外磁场方向作用下试样中磁致伸缩的不同特征,分析认为,这与脉冲磁处理效果的方向敏感性密切相关。     

ON THE PERFORMANCE ANALYSIS OF FLEXIBLE MAGNETIC ABRASIVE BRUSH

Magnetic abrasive finishing (MAF) of alloy steel workpiece with unbounded magnetic abrasive particles (UMAPs) indicates that the surface finish in the range of nanometer can be achieved. Important controllable four process parameters have been identified which are as current to the electromagnet, machining gap, abrasive size (mesh number), and number of cycles. Experiments have been planned using design of experiments technique. Based upon the results of response surface methodology and analysis of variance (ANOVA), it is concluded that magnetic flux density that depends on current to the electromagnet and machining gap, is most influencing parameter followed by grain size and number of cycles. The surface roughness profile generated during the MAF process has been discussed. To understand the cutting mechanism of magnetic abrasive finishing process, scanning electron microscopy (SEM) and atomic force microscopy (AFM) of the machined surfaces have been carried out. The correlation between surface finish and material removal has also been established.     

车辆电磁制动器电磁体磁场分析

采用有限元法建立电磁体－摩擦环三维模型。考虑电磁体和摩擦环之间的磁接触,对电磁体进行电磁场分析,得到电磁体内部磁感应强度关于电磁体长轴呈对称分布,而关于短轴呈不对称分布的结论。分析了气隙大小对于电磁吸力的影响,得到了电磁吸力－气隙关系曲线,最后利用电磁体试验台,对电磁吸力－气隙关系曲线进行试验验证。     

主动磁轴承转子系统动力学特性的研究

以电磁轴承支承下的高速转子系统为分析对象,以传统的转子动力学分析理论和方法为基础,结合电磁轴承系统分析理论和方法,研究电磁轴承支承条件下转子系统的动力学特性。应用基于系统传递函数的刚度、阻尼特性分析理论和方法,建立用于分析电磁轴承转子系统动力学特性的理论和方法。并对一个实用型１５０ｍ３制氧透平膨胀机样机的研制和试验进行指导和结果验证。