《機械傳動系統中齒輪蠕變損傷的磁記憶檢測方法研究》是依託中國人民解放軍國防科技大學，由楊定新擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：機械傳動系統中齒輪蠕變損傷的磁記憶檢測方法研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：楊定新
- 依託單位：中國人民解放軍國防科技大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
機械傳動系統特別是齒輪箱故障早期預示一直是國內外機械工程界的研究熱點，齒輪蠕變損傷引起的裂紋是導致傳動系統發生災難事故的重要原因，因此研究齒輪蠕變損傷的預測具有重要意義。本項目採取與傳統振動監測方法不同的思路，從檢測齒輪嚙合齒面上應力集中區域出發，採用一種鐵磁機械部件應力集中檢測的新方法-磁記憶檢測方法，研究齒輪嚙合中蠕變損傷的磁記憶效應機理、齒輪蠕變損傷磁記憶信號的隨機共振增強傳輸算法。實驗研究齒輪嚙合過程中的磁記憶效應、負載分布與磁記憶漏磁場分布的對應關係，研究嚙合齒面蠕變損傷的預測準則。通過研究以期為齒輪嚙合齒面蠕變損傷的早期預示找到一種行之有效的新途徑。
結題摘要
本項目在對有關磁記憶檢測方法及相關理論進行廣泛調研、信息檢索的基礎上，深入分析了基於帶磁偶極子及力磁耦合效應的鐵磁材料磁記憶效應機理，提出了磁記憶特徵信號產生的原因是帶磁偶極子和力磁耦合效應共同作用的結果，對於裂紋類或其他類似巨觀缺陷構件的磁記憶效應，帶磁偶極子起主導作用，而對於早期疲勞損傷等不存在巨觀幾何缺陷的構件的磁記憶效應，則主要是力磁耦合效應的原因，並針對鐵磁材料的上述兩種缺陷進行了磁記憶漏磁特徵的仿真分析。 對齒輪單齒彎曲應力及嚙合應力進行了有限元仿真分析，得到齒輪在受到彎曲應力和嚙合過程中的應力分布。基於力磁耦合模型導出齒輪損傷/應力集中區的磁導率分布，求解得到了齒輪損傷表面處漏磁場的分布與磁記憶信號特徵，分析了不同缺陷參數下漏磁信號的變化規律。 齒輪早期損傷狀態或應力集中處的磁記憶信號易受環境噪聲干擾，其特徵通常表現為一個微弱衝擊信號的形式。研究了基於雙穩系統隨機共振微弱衝擊信號檢測算法，並進行了數值仿真，仿真表明算法能夠有效增強微弱衝擊信號的信噪比；完成了微弱磁記憶信號增強傳輸軟體原型系統設計，並針對實測的反映齒輪應力集中的微弱衝擊信號進行了實例驗證。 開展了齒輪疲勞實驗過程中的磁記憶效應實驗，通過實驗初步研究了齒輪輪齒從正常狀態到蠕變損傷裂紋萌生再到損傷擴展到巨觀裂紋過程中磁記憶效應的特徵，考察了不同階段齒頂漏磁場分布的特點與規律，得到了齒輪彎曲疲勞裂紋損傷的判定準則。項目研究為齒輪輪齒疲勞裂紋蠕變損傷的早期預示提供了有益的一條新的技術途徑。
