航空齒輪材料巴克豪森噪聲檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)及驗(yàn)證.pdf

1、航空齒輪是航空發(fā)動(dòng)機(jī)的關(guān)鍵零部件，使用過程中受交變載荷和劇烈沖擊作用容易發(fā)生塑性變形，進(jìn)而影響齒輪的使用性能。本文嘗試使用巴克豪森噪聲法檢測(cè)塑性變形階段的航空齒輪材料，并分析了塑性變形引起的材料特性改變對(duì)巴克豪森噪聲信號(hào)的影響。
　　本文首先基于電磁學(xué)理論，闡述了巴克豪森噪聲信號(hào)產(chǎn)生機(jī)理及特性，并依據(jù)這些理論知識(shí)設(shè)計(jì)了一套符合要求的MBN檢測(cè)系統(tǒng)，該檢測(cè)系統(tǒng)分為硬件部分和軟件部分。硬件部分包括信號(hào)發(fā)生器、功率放大電路、檢測(cè)探頭、信

2、號(hào)調(diào)理電路、電源電路和采集卡；軟件部分基于MATLAB編譯環(huán)境，主要包括采集卡驅(qū)動(dòng)、數(shù)據(jù)預(yù)處理和信號(hào)特征值提取，文中詳細(xì)介紹了各部分的設(shè)計(jì)過程。隨后使用該檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)航空齒輪常用材料18Cr2Ni4WA鋼進(jìn)行檢測(cè)，研究該材料塑性變形階段巴克豪森噪聲信號(hào)變化特性并分析其原因。最后設(shè)計(jì)試驗(yàn)，使用 X射線衍射法和金屬磁記憶法對(duì)巴克豪森噪聲法獲得的結(jié)果進(jìn)行對(duì)比、驗(yàn)證和補(bǔ)充。
　　試驗(yàn)結(jié)果表明，本系統(tǒng)檢測(cè)塑性變形階段18Cr2Ni4WA鋼的最

3、優(yōu)激勵(lì)參數(shù)為300mV、60Hz。巴克豪森噪聲信號(hào)特征值隨試件塑性變形量的增加，呈現(xiàn)遞減的趨勢(shì)，這主要是由塑性變形造成的位錯(cuò)增殖和殘余應(yīng)力共同作用引起的，由 X射線衍射法對(duì)比可知，位錯(cuò)增殖產(chǎn)生的釘扎效應(yīng)對(duì)巴克豪森噪聲信號(hào)的影響占主導(dǎo)地位。相對(duì)于巴克豪森噪聲信號(hào)的峰峰值和均方根，振鈴數(shù)對(duì)材料塑性變形的敏感度更高，相關(guān)性更好，是檢測(cè)材料塑性變形的最優(yōu)特征值。金屬磁記憶法測(cè)得磁記憶信號(hào)法向分量 Hp(y)值過零點(diǎn)位置隨著試件塑性變形量的增大向