基于多信息融合的再制造零件損傷監(jiān)測與壽命預(yù)測基礎(chǔ)研究.pdf

1、本研究旨在解決再制造曲軸的疲勞損傷監(jiān)測和疲勞壽命預(yù)測問題，為再制造曲軸的安全服役提供保障，減少曲軸失效造成的財產(chǎn)損失和資源浪費。其意義在于對再制造曲軸進(jìn)行低成本的疲勞性能評估，滿足再制造工程節(jié)能減排、廢舊資源利用和降低成本的要求。鑒于傳統(tǒng)方法周期長、費用高的缺點，如何在保證可靠度的同時，降低成本、縮短周期是本研究的重點。
　　本文采用與再制造曲軸相同的基體材料、噴涂材料和噴涂工藝，制作出再制造標(biāo)準(zhǔn)試樣，用于后期的彎曲疲勞試驗。對于

2、再制造試樣的疲勞性能評估，需要做到及時的預(yù)警疲勞失效、確定其疲勞極限和疲勞壽命等參數(shù)，單一的基礎(chǔ)試驗無法滿足上述要求，因此，本文通過電阻儀、紅外熱像儀和聲發(fā)射裝置進(jìn)行實時監(jiān)測，既可提前預(yù)警疲勞損傷的發(fā)生，也可通過采集的數(shù)據(jù)，對疲勞極限、疲勞壽命等進(jìn)行預(yù)測。最終，通過三種設(shè)備采集了疲勞過程中的電阻、溫度和聲發(fā)射信號，實現(xiàn)了疲勞損傷的在線監(jiān)測和疲勞壽命預(yù)測。最終研究結(jié)果表明：
　　(1)電阻、紅外和聲發(fā)射三種信號均與疲勞過程具有良好的

3、對應(yīng)性，電阻值和聲發(fā)射信號在試驗過程中較為平穩(wěn)，疲勞失效前出現(xiàn)突變，紅外監(jiān)測的溫度值則呈現(xiàn)初始溫升、穩(wěn)定和突升三個階段，三種信號能將疲勞過程中損傷累積、能量耗散和應(yīng)力波的微觀變化宏觀地表示出來，均適用于疲勞損傷的在線監(jiān)測。
　　(2)本研究結(jié)合三種信號對疲勞失效進(jìn)行預(yù)警，均具有較好的預(yù)警效果，且聲發(fā)射能在更早的階段預(yù)警疲勞失效，在疲勞失效出現(xiàn)前的幾百秒內(nèi)，即會出現(xiàn)若干大小不一的突變信號。
　　(3)采用Risitano法和L

4、uong法兩種方法對紅外數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，預(yù)測疲勞極限，經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)，Risitano法適用于數(shù)據(jù)變動小的情況，而Luong法適用于變動大的情況，且最終確定了再制造試樣的疲勞極限介于200-250MPa之間。
　　(4)分別從損傷累積和能量耗散的角度對電阻數(shù)據(jù)和紅外采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，預(yù)測了再制造試樣的疲勞壽命，與基礎(chǔ)試驗所得的疲勞壽命較為接近，為再制造試樣的疲勞壽命預(yù)測提供了一種快速、廉價的方式。
　　(5)對比分析了試樣噴涂再