基于脈沖渦流的多層異種金屬材料內(nèi)部缺陷檢測研究.pdf

1、多層異種金屬粘接結(jié)構(gòu)具有許多優(yōu)點，比如比強(qiáng)度高，比模量高，抗疲勞和減震性能強(qiáng)，該種結(jié)構(gòu)被廣泛應(yīng)用在航空航天、國防、核工業(yè)等領(lǐng)域，檢測并保證結(jié)構(gòu)的質(zhì)量安全具有重大意義。由于制造手段的固有短板和生產(chǎn)環(huán)境的影響，層板粘接處容易產(chǎn)生的缺陷種類有脫粘和氣泡。在生產(chǎn)、組裝和實際使用過程中，由于這些過程伴隨著機(jī)械加工、碰撞和結(jié)構(gòu)疲勞，這將導(dǎo)致裂紋、劃痕等缺陷的出現(xiàn)。這些缺陷大多是亞表面缺陷，隱藏在構(gòu)件內(nèi)部，容易導(dǎo)致構(gòu)件的物理屬性發(fā)生改變，在毫無察覺的

2、情況下逐漸影響構(gòu)件的可靠性和安全性。
　　無損檢測是以不損害被測對象的使用性能為前提，應(yīng)用物理原理和化學(xué)現(xiàn)象，對構(gòu)件進(jìn)行檢驗，以此評價被測件的連續(xù)性、完整性、可靠性和安全性。脈沖渦流檢測是眾多無損檢測技術(shù)中的一個重要分支，它相比其他的檢測方式有著檢測速度快，檢測深度深等優(yōu)點。本文針對多層異種金屬粘接結(jié)構(gòu)的缺陷檢測，對脈沖渦流檢測進(jìn)行了研究。具體的工作內(nèi)容如下：
　　(1)基于脈沖渦流檢測技術(shù)的理論，使用COMSOL多物理場耦

3、合仿真軟件搭建了二維軸對稱檢測模型。通過仿真，討論了脈沖渦流檢測傳感器結(jié)構(gòu)參數(shù)對檢測結(jié)果的影響。并獲得脈沖渦流探頭研制的最優(yōu)結(jié)構(gòu)參數(shù)。
　　(2)根據(jù)仿真結(jié)果得到的脈沖渦流探頭的最優(yōu)結(jié)構(gòu)參數(shù)，搭建了脈沖渦流檢測系統(tǒng)平臺。包括激勵信號的獲取、激勵信號功率放大、激勵和檢測探頭的研制、數(shù)據(jù)采集和上位機(jī)軟件編寫，并使用標(biāo)準(zhǔn)樣件來驗證系統(tǒng)的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。
　　(3)利用研制的脈沖渦流檢測平臺對制備的多類缺陷大小不等的多層異種金屬粘接

4、結(jié)構(gòu)進(jìn)行缺陷檢測，并在時域和頻域下對檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。著重討論了缺陷在不同特征選擇情況下的檢測結(jié)果，這里包括：信號在時域下檢測信號差分信號特征和頻域下基波分量幅值特征、三次諧波幅值特征以及兩者之間的比值特征。
　　通過實驗，本文所設(shè)計的脈沖渦流檢測系統(tǒng)對于非鐵磁性材料導(dǎo)體的檢測深度可達(dá)8mm（實驗標(biāo)準(zhǔn)試件：鋁合金），并且分析和建立了不同深度缺陷與特征信號的線性映射關(guān)系。對于多層異種金屬材料內(nèi)部缺陷檢測，本文所涉及的系統(tǒng)能成功檢測出