基于磁特性參數(shù)的鋼絲繩疲勞損傷檢測(cè)研究.pdf

1、鋼絲繩作為提升及承載設(shè)備，在生產(chǎn)、運(yùn)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(zhǎng)期工作運(yùn)行中會(huì)產(chǎn)生不同程度的疲勞損傷，由于鋼絲繩結(jié)構(gòu)復(fù)雜且不易檢測(cè)，疲勞損傷后表面沒有明顯的塑性變形和裂紋，經(jīng)常在遠(yuǎn)小于材料的屈服極限和強(qiáng)度極限的情況下突發(fā)斷裂，致使整臺(tái)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(cè)方法迫在眉睫，既能確保鋼絲繩在出現(xiàn)嚴(yán)重的疲勞損傷之前及時(shí)更換，又能確保設(shè)備的安全運(yùn)行而且不產(chǎn)

2、生資源浪費(fèi)，這對(duì)實(shí)際工程應(yīng)用具有重要的意義。
　　為此，本文在基于國(guó)內(nèi)外鋼絲繩安全診斷狀況和實(shí)驗(yàn)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(cè)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(dǎo)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(duì)鋼絲繩疲勞損傷累積、裂紋萌生、裂紋擴(kuò)展、瞬間斷裂幾個(gè)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(dǎo)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(jī)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(cè)法，以磁路定律和傳感器設(shè)計(jì)原理為理論基礎(chǔ)，分別對(duì)勵(lì)磁器和傳感器進(jìn)行參數(shù)設(shè)計(jì)。對(duì)勵(lì)磁器結(jié)構(gòu)進(jìn)行有限元仿真和測(cè)量分析，根據(jù)勵(lì)磁效果擇優(yōu)選出，然后對(duì)其磁場(chǎng)進(jìn)行分析，確定勵(lì)磁線圈長(zhǎng)度;建立磁回路，確定套筒及磁極的各設(shè)計(jì)參數(shù);根據(jù)鋼絲繩勵(lì)磁要求，經(jīng)計(jì)算及仿真分析，得出勵(lì)磁信號(hào)的頻率及電壓值。傳感器設(shè)計(jì)首先確定檢測(cè)線圈的各參數(shù)，然后根據(jù)

4、提離值越小檢測(cè)結(jié)果越精確的試驗(yàn)結(jié)果確定檢測(cè)線圈的直徑，最后對(duì)積分器電路進(jìn)行設(shè)計(jì)，做出檢測(cè)裝置。
　　最后，以鋼棒代替鋼絲繩，通過疲勞實(shí)驗(yàn)和SEM顯微觀測(cè)，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(jī)制。以實(shí)驗(yàn)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(shí)對(duì)矯頑力的影響較大，裂紋擴(kuò)展期時(shí)對(duì)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