基于磁特性參數(shù)的鋼絲繩疲勞損傷檢測研究.pdf

1、鋼絲繩作為提升及承載設(shè)備，在生產(chǎn)、運輸?shù)戎T多領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用，其安全性至關(guān)重要。鋼絲繩在長期工作運行中會產(chǎn)生不同程度的疲勞損傷，由于鋼絲繩結(jié)構(gòu)復雜且不易檢測，疲勞損傷后表面沒有明顯的塑性變形和裂紋，經(jīng)常在遠小于材料的屈服極限和強度極限的情況下突發(fā)斷裂，致使整臺設(shè)備失效、斷裂等，給工業(yè)生產(chǎn)和人身安全帶來極大的隱患，因此，研究出一種新的疲勞損傷檢測方法迫在眉睫，既能確保鋼絲繩在出現(xiàn)嚴重的疲勞損傷之前及時更換，又能確保設(shè)備的安全運行而且不產(chǎn)

2、生資源浪費，這對實際工程應(yīng)用具有重要的意義。
　　為此，本文在基于國內(nèi)外鋼絲繩安全診斷狀況和實驗室現(xiàn)有設(shè)備的基礎(chǔ)上，提出了基于磁特性參數(shù)檢測鋼絲繩疲勞損傷的研究原理和方法。
　　首先根據(jù)鋼絲繩疲勞損傷導致材料內(nèi)部微觀變化規(guī)律，建立鋼絲繩微觀組織變化與磁特性參數(shù)之間的關(guān)系模型。對鋼絲繩疲勞損傷累積、裂紋萌生、裂紋擴展、瞬間斷裂幾個階段微觀變化作出具體分析，結(jié)合鋼絲繩外表面金相組織的變化，闡述了疲勞損傷導致鋼絲繩磁特性參數(shù)發(fā)生變

3、化的內(nèi)外原因。根據(jù)鋼絲繩磁機械性能，建立了疲勞損傷與磁特性參數(shù)之間的理論關(guān)系。
　　其次，基于線圈傳感器檢測法，以磁路定律和傳感器設(shè)計原理為理論基礎(chǔ)，分別對勵磁器和傳感器進行參數(shù)設(shè)計。對勵磁器結(jié)構(gòu)進行有限元仿真和測量分析，根據(jù)勵磁效果擇優(yōu)選出，然后對其磁場進行分析，確定勵磁線圈長度;建立磁回路，確定套筒及磁極的各設(shè)計參數(shù);根據(jù)鋼絲繩勵磁要求，經(jīng)計算及仿真分析，得出勵磁信號的頻率及電壓值。傳感器設(shè)計首先確定檢測線圈的各參數(shù)，然后根據(jù)

4、提離值越小檢測結(jié)果越精確的試驗結(jié)果確定檢測線圈的直徑，最后對積分器電路進行設(shè)計，做出檢測裝置。
　　最后，以鋼棒代替鋼絲繩，通過疲勞實驗和SEM顯微觀測，得到不同循環(huán)次數(shù)下的鋼棒內(nèi)部SEM圖和斷口SEM圖，通過具體分析微觀組織變化，明確了疲勞裂紋萌生機制。以實驗數(shù)據(jù)為依據(jù)，建立微觀結(jié)構(gòu)變化與磁參數(shù)的關(guān)系模型，得出微觀裂紋萌生期時對矯頑力的影響較大，裂紋擴展期時對剩磁的影響較大等結(jié)論，以微觀結(jié)構(gòu)變化與磁參數(shù)關(guān)系為中間量，建立鋼絲繩疲