【摘要】：作為機械加工與制造中最常用的材料之一,鐵磁性材料以其優(yōu)越的機械物理性質(zhì)成為保證加工零部件及制造裝備服役性能的重要環(huán)節(jié)。面向國家智能制造及檢測關(guān)鍵技術(shù)重大需求,開展基于磁表征的表面形態(tài)檢測不僅有助于推動高精鐵磁性零件表面加工質(zhì)量的進一步提升,對機械、物理以及信息學(xué)科等基礎(chǔ)理論的發(fā)展也具有重要意義。首先從鐵磁性材料表面形態(tài)磁滋生源頭著手,揭示了鐵磁性材料表面標(biāo)準(zhǔn)缺陷形態(tài)的靜態(tài)漏磁場生成機制,證實了缺陷磁泄漏區(qū)附近磁空穴的存在以及磁場負(fù)值旁瓣分布特性;首次發(fā)現(xiàn)了鐵磁性材料電磁行為中磁傳感分量(?)B_(other)實際上由二次漏磁場(?)B_(mfl)以及“體電流”擾動量(?)構(gòu)成;針對現(xiàn)有國際標(biāo)準(zhǔn)中缺陷檢測樣件的缺失,提出了凸起形表面形態(tài)標(biāo)準(zhǔn)樣件的增補及修訂意見。其次,在磁生成機制研究基礎(chǔ)上開展了基于檢測信號的磁表征機制研究,揭示了鐵磁性材料凹-凸型表面形態(tài)磁表征規(guī)律;提出了一種基于非接觸式直接感應(yīng)的鐵磁性材料表面輪廓識別新方法,解決了高精鐵磁性零件表面輪廓形態(tài)在線檢測與識別難題。進一步地,針對磁表征機制中傳統(tǒng)方法信號傳感精度低的問題,提出基于“點-線”式磁表征場局部增強技術(shù)的鐵磁性材料表面微缺陷近距離磁傳感與檢測新方法;針對鐵磁性材料表面形態(tài)長距離傳感及檢測難題,提出基于主動式探測磁源與磁相互作用的磁傳感與檢測方法,實現(xiàn)了表面形態(tài)的大距離傳感及檢測信號增強,揭示了R2磁源永磁體相對磁導(dǎo)率及矯頑力參數(shù)對傳感特性的影響規(guī)律。在上述研究基礎(chǔ)上得到鐵磁性材料表面形態(tài)傳感及檢測信號,提出基于多重磁表征檢測信號特征值的表面形態(tài)評價新方法,建立了典型軟磁材料和硬磁材料表面幾何輪廓參數(shù)及檢測信息定量化評價模型,首次發(fā)現(xiàn)并揭示了基于磁空穴區(qū)和局部磁增強區(qū)的硬磁材料表面輪廓磁分布規(guī)律。最后,針對鐵磁性材料介觀尺度表面微輪廓形態(tài),提出一種基于磁聚焦原理的檢測傳感器,揭示了傳感器主要結(jié)構(gòu)及物理參數(shù)對磁聚焦效應(yīng)影響規(guī)律,驗證了新型磁聚焦傳感器相較于常規(guī)磁軛式漏磁檢測傳感器的高精及高檢測信噪比特性;開發(fā)了基于磁表征的鐵磁性材料表面形態(tài)檢測儀器/儀表設(shè)備的軟/硬件系統(tǒng),并在實際工程中得到現(xiàn)場應(yīng)用。
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TM271

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2716373