基于脈沖渦流的鋁合金板材缺陷檢測方法研究.pdf

1、近些年來,鋁合金材料因其可塑性強、密度低以及強度高等良好的金屬特性,已經(jīng)被大量的使用在了航天航空設(shè)備制造等領(lǐng)域。但考慮到鋁合金板材中出現(xiàn)的一些裂紋缺陷以及金屬腐蝕等情況可能會對整個設(shè)備的正常運行造成極大的安全隱患,因此需要對這些鋁合金板材在不破壞其原始結(jié)構(gòu)的前提下進行快速有效的檢測。基于脈沖渦流的無損檢測技術(shù)在對材料結(jié)構(gòu)表面、亞表面缺陷的檢測以及材料損耗的評估等方面都具有非常顯著的應(yīng)用優(yōu)勢,實驗針對鋁合金板材中出現(xiàn)幾率較高的幾種缺陷類型

2、,展開了基于脈沖渦流技術(shù)的缺陷檢測方法研究,具體工作內(nèi)容包括了如下幾個方面:
　　1、脈沖渦流檢測技術(shù)的理論研究。首先基于渦流效應(yīng)對檢測的作用原理進行分析,并根據(jù)激勵信號的特性深入研究了脈沖渦流的檢測深度;然后通過利用Maxwell方程組所搭建的檢測數(shù)學(xué)模型來觀察檢測中各物理量之間的相互的影響;進一步使用COMSOL軟件對試件中有、無缺陷情況進行檢測的有限元仿真,對檢測實質(zhì)有了更加直觀的了解,仿真結(jié)果也驗證了文章對脈沖渦流檢測原理

3、的分析。
　　2、脈沖渦流檢測實驗系統(tǒng)搭建。主要為檢測系統(tǒng)的激勵信號源模塊、探頭模塊以及針對檢測信號的調(diào)理、采集模塊的設(shè)計與實現(xiàn)。
　　3、檢測信號處理及特征分析。為了能夠有效濾除掉混雜在檢測信號中的高頻干擾信號,實驗分別采用數(shù)字低通濾波和累加平均的方法對檢測信號進行去噪處理;隨后從時、頻域兩個不同角度上對檢測信號進行特征分析,時域特征值選取了信號的峰值以及峰值時間,并在頻域上選取信號的基波分量幅值,還首次將信號的基波與三次

4、諧波分量幅值比作為一個新的頻域輔助特征值用于后續(xù)檢測。
　　4、缺陷實際檢測及結(jié)果分析。使用實驗所搭建的脈沖渦流檢測系統(tǒng)分別對帶有表面、亞表面缺陷以及因金屬腐蝕而導(dǎo)致厚度變化的三種鋁合金試件進行實際的檢測,提取了檢測信號的時、頻域特征值并研究與被測缺陷之間的對應(yīng)關(guān)系。
　　實驗利用檢測差分信號來判斷被測試件中是否存在有缺陷,隨后利用提取的時、頻域特征值分別實現(xiàn)了對試件表面、亞表面不同深度的缺陷以及試件厚度變化情況的定性區(qū)分,