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基于ACFM机车轮辋RCF裂纹检测技术研究
| 论文题名： | 基于ACFM机车轮辋RCF裂纹检测技术研究 |
| 关键词： | 机车轮辋;滚动接触疲劳;裂纹检测;交流电磁场 |
| 摘要： | 针对机车轮辋滚动接触疲劳裂纹（RCF）的检测需求，本文基于交流电磁场检测（Alternating Current Field Measurement，简称ACFM）技术原理，建立轮辋RCF裂纹ACFM检测模型，开展对RCF裂纹周围磁场信号分布规律的仿真分析研究，开发轮辋RCF裂纹检测系列化探头，设计轮辋ACFM检测仪器软硬件系统，搭建机车轮辋RCF裂纹的ACFM检测系统。论文主要包括以下内容： （1）轮辋RCF裂纹ACFM检测仿真模型建立和仿真研究 基于ACFM检测原理，建立轮辋RCF裂纹的ACFM检测数值模型；深入分析激励信号参数和缺陷特征对电磁场畸变的影响；重点探索RCF表面角度、开裂角度以及簇状结构等关键参数与ACFM特征信号的交互作用，为轮辋RCF特征提取和缺陷识别提供理论基础。 （2）轮辋RCF裂纹ACFM检测系列化探头设计开发 针对轮辋的结构特点和裂纹分布规律，根据仿真分析结果优化探头激励频率、提离高度和阵列探头传感器间距等核心参数，设计探头信号采集和处理电路；针对检测技术要求，提出基于单探头和阵列探头的ACFM系列化检测方案，研发形成轮辋RCF裂纹ACFM检测系列化探头。 （3）轮辋RCF裂纹ACFM检测系统研发 针对轮辋RCF裂纹自动检测工况要求，开展ACFM检测系统整体设计。根据探头激励以及裂纹信号特征，设计ACFM检测仪器硬件系统；分析轮辋扫查轨迹，搭建基于机械手的ACFM自动检测实验系统，实现轮辋关键位置的全面扫查；基于轮辋RCF裂纹ACFM检测理论分析结果和缺陷特征提取方法，研发轮辋RCF裂纹自动识别软件系统，最终构建轮辋RCF裂纹ACFM检测系统。 （4）系统功能测试实验分析 基于构建的ACFM自动检测实验系统，采用裂纹深度评估试块、斜裂纹和簇状裂纹试块对系统的检测性能进行了实验室测试，并对真实轮辋缺陷开展了现场测试。结果表明：本文研发的ACFM检测系统能够满足现场轮辋裂纹的检测需求，实现了微小裂纹、轮辋RCF裂纹的自动识别，最小可识别裂纹深度达0.2mm。 |
| 作者： | 薛瑞琪 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 李伟;王宏安 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 中国石油大学(华东) |
| 学位年度： | 2020 |
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