航空齒輪材料巴克豪森噪聲檢測系統(tǒng)設計及驗證.pdf

1、航空齒輪是航空發(fā)動機的關(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巴克豪森噪聲信號的影響。
　　本文首先基于電磁學理論，闡述了巴克豪森噪聲信號產(chǎn)生機理及特性，并依據(jù)這些理論知識設計了一套符合要求的MBN檢測系統(tǒng)，該檢測系統(tǒng)分為硬件部分和軟件部分。硬件部分包括信號發(fā)生器、功率放大電路、檢測探頭、信

2、號調(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、數(shù)據(jù)預處理和信號特征值提取，文中詳細介紹了各部分的設計過程。隨后使用該檢測系統(tǒng)對航空齒輪常用材料18Cr2Ni4WA鋼進行檢測，研究該材料塑性變形階段巴克豪森噪聲信號變化特性并分析其原因。最后設計試驗，使用 X射線衍射法和金屬磁記憶法對巴克豪森噪聲法獲得的結(jié)果進行對比、驗證和補充。
　　試驗結(jié)果表明，本系統(tǒng)檢測塑性變形階段18Cr2Ni4WA鋼的最

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