金属磁记忆在齿轮早期微裂纹检测中的应用.pdf

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1、第38卷第10期北京工业大学学报Vol_38No．102012年10月JOURNALOFBEIJINGUNIVERSITYOFTECHNOLOGYOct．2012金属磁记忆在齿轮早期微裂纹检测中的应用崔玲丽，康晨晖，张建宇，高立新，胥永刚(北京工业大学机电学院先进制造技术北京市重点实验室，北京100124)摘要：依据金属磁记忆检测的基本原理，提出关于齿轮早期局部微裂纹缺陷的漏磁信号模型，指出在裂纹区域，漏磁场的切向分量具有峰值，而法向分量过零、其梯度具有峰值，分析了裂纹深度对上述特征的影响，并将上述理论应用于实际齿轮表面微裂纹检测，显微分析的结果论证了磁记忆检测的有效性．关键词：金

2、属磁记忆；齿轮；微裂纹检测中图分类号：TH7文献标志码：A文章编号：0254—0037(2012)10—1441一O5ApplicationofMetalMagneticMemoryinGearEarlyMicroCracksTestingCUILing—li，KANGChen-hui，ZHANGJian-yu，GAOLi—xin，XUYong-gang(KeyLaboratoryofAdvancedManufacturingTechnology，CollegeofMechanicalEngineeringandAppliedElectronicsTechnology，Beijin

3、gUniversityofTechnology，Beijing100124，China)Abstract：BasedO1'1basicprincipleofmetalmagneticmemory(MMM)，thispaperproposesamodelofmagneticfluxleakagesignalofgearearlylocalmicrocracks．Thetangentialcomponentofmagneticfluxleakagesignalwillpeakatthecrackareawhilethenormalcomponentwillpasszeropointan

4、ditsgradienthasthepeak．Theeffectofthecrackdepthonthecharacteristicshasalsobeenconsidered．Thetheoryisthenappliedtodetectionofmicrocracksonthetoothsurfaceofanactualgear．Themicroscopicanalysisresultsdemonstratetheeffectivenessofthemagneticmemorytesting．Keywords：metalmagneticmemory(MMM)；gear；micro

5、cracksdetection基于振动信号采集处理的机械设备状态监测及缺陷早期发展不敏感等缺陷，在工程实际应用中故障诊断技术是目前故障诊断领域发展最为成熟，受一定局限．也是应用最广泛的方法．但在生产实际中，振动信金属磁记忆(metalmagneticmemory，MMM)检号往往含有大量的噪声，造成特征频率无法识别而测法是20世纪90年代由俄罗斯学者杜波夫提出的导致误／漏诊的情况多次发生．因此，引入新的检测一种无损检测技术，综合了常规无损检测、断裂力学技术和特征提取方法，弥补现有技术的不足，已成为和金相学等学科的特点，已经在多个国家和地区得当务之急．到广泛推广和应用¨．现代工业中，

6、大量的铁磁性无损检测技术不破坏待测对象原来的形状并金属构件随着服役时间的延长，不可避免地存在着不改变其使用性能，具有振动检测无法比拟的优由于应力集中和缺陷扩展而引发事故的危险性．金点．传统的无损检测方法有涡流检测、液体渗透检属磁记忆方法是迄今为止对这些构件进行早期诊断测、磁粉检测、射线照相检测和超声检测等．但这的唯一可行的方法，能解决传统无损检测方法无法些检测技术具有提供设备信息不可靠、检测范围解决的金属早期诊断问题，为金属构件失效及寿命局限、设备寿命评估不足、强度验算方法不合理、评估提供有力的科学依据．金属磁记忆检测在平收稿日期：2011—11—11．基金项目：国家自然科学基金资

7、助项目(51175007)；北京市属高等学校人才强教计划项目(PHR20110803)．作者简介：崔玲丽(1976一)，女，博士，副教授，主要从事故障诊断与信号处理方面的研究，E-mail：cuilingli@bjut．edu．cn北京工业大学学报板、管道、容器及焊缝检测中多有应用，并常用于实2机理模型验室研究磁性金属的力学性能．如北京理工大学的张卫民等研究发现，低碳A3钢在扭转载荷作用图2所示的磁偶极子模型可很好地模拟漏磁信下，在弹性和塑性区的弱磁信号呈现不同的变化