面向再制造的铁磁性构件疲劳损伤磁记忆检测

摘要

再制造检测是再制造工程体系中的关键环节，决定了产品是否能够再制造。磁记忆是一种新型无损检测技术，可完成对构件的快速检测，对构件损伤具有早期识别的潜力。工业生产中各类服役构件如发动机连杆、汽车桥壳、承重梁等往往受到拉伸、弯曲等疲劳载荷的作用，疲劳损伤已成为产品破坏的主要形式，研究面向铁磁性构件疲劳损伤下的磁记忆检测，对促进再制造工程的发展具有重要意义。本文主要内容包括如下几个方面:
　　 (1)针对再制造构件，选取典型的铁磁性材料510L钢及Q345钢，模拟拉伸载荷形式下的疲劳损伤过程，研究磁记忆特征信号变化规律。分析应力强度因子K(I)、应力集中系数Kt、裂纹长度L、疲劳循环周次N、载荷等因素与磁记忆信号法向分量Hp(y)、梯度K值之间的曲线关系。基于铁磁材料的磁机械效应、疲劳断裂等理论阐述磁记忆特征信号与各因素的量化关系，研究表明磁记忆检测可应用于拉伸疲劳损伤检测。
　　 (2)研究含切口的三点弯曲SE(B)试样在疲劳加载过程裂纹扩展情况，描述磁记忆信号在弯曲载荷作用下的变化，结合X射线衍射技术探讨衍射缝宽与磁记忆技术的复合检测方法。研究表明应力集中与塑性变形是早期损伤的表现形式，并分别通过磁记忆信号及X射线衍射缝宽表征，说明了复合检测方法用于疲劳损伤检测的可行性。
　　 (3)以汽车驱动桥壳为再制造无损检测研究实例，应用磁记忆技术作为主要检测手段实现桥壳的快速检测，建立汽车驱动桥壳的无损检测方法及体系，进而为再制造构件无损检测提供通用性方法。

目录

论文说明

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摘要

致谢

第一章 绪论

1．1 研究背景及意义

1．2 再制造检测技术发展现状

1．2．1 射线检测

1．2．2 超声波检测

1．2．3 涡流检测

1．2．4 渗透检测及磁粉检测

1．2．5 其他无损检测

1．3 本文的研究内容及组织

1．3．1 论文的选题

1．3．2 论文的研究内容

1．3．3 论文的组织

第二章 面向再制造的磁记忆检测技术

2．1 磁记忆检测技术概述

2．2 磁记忆检测技术研究现状

2．2．1 理论研究

2．2．2 实验研究

2．2．3 应用检测及设备开发

2．2．4 再制造磁记忆检测

第三章 拉伸疲劳载荷下的磁记忆检测

3．1 试验材料、设备及方法

3．1．1 试验材料及制备

3．1．2 检测仪器及方法

3．2 应力强度因子与检测信号关系

3．2．1 裂纹扩展过程磁记忆信号变化规律

3．2．2 裂纹尖端应力集中程度的表征

3．2．3 应力强度因子与磁记忆信号梯度的相关性

3．3 应力集中系数与检测信号关系

3．3．1 磁记忆信号法向分量及其梯度的变化规律

3．3．2 疲劳循环周次、应力集中系数与磁记忆信号的相关性

3．4 本章小结

第四章 弯曲疲劳载荷下磁记忆／X射线衍射复合检测

4．1 试验材料、设备及方法

4．1．1 试样制备

4．1．2 试验仪器及方法

4．2 SE(B)试样疲劳裂纹扩展

4．2．1 应力强度因子

4．2．2 微观组织分析

4．3 磁记忆／X射线衍射复合检测

4．3．1 磁记忆检测

4．3．2 X射线衍射检测

4．3．3 复合检测分析

4．4 本章小结

第五章 典型再制造构件疲劳损伤磁记忆检测

5．1 汽车驱动桥壳再制造检测

5．1．1 磁记忆技术在汽车驱动桥壳再制造检测中的优势

5．1．2 汽车驱动桥壳再制造检测流程

5．2 汽车驱动桥壳再制造磁记忆检测实例

5．2．1 桥壳危险区判断

5．2．2 桥壳检测与分析

5．2．3 驱动桥壳再制造的性能评估

5．3 本章小结

第六章 总结与展望

6．1 工作总结

6．2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及专利