飞机多层铆接结构脉冲涡流检测传感器的设计与参数优化研究

《飞机多层铆接结构脉冲涡流检测传感器的设计与参数优化研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、学校代码：10406分类号：TG115.28学号：120085203012南昌航空大学硕士学位论文（专业学位研究生）飞机多层铆接结构脉冲涡流检测传感器的设计与参数优化研究作者：邹国辉导师：付跃文教授学科、专业：仪器仪表工程所在单位：测试与光电工程学院答辩日期：2015.5.28授予学位单位：南昌航空大学DesignandOptimizationofPulsedEddyCurrentTestingSensorofMulti-layerRivetedStructureinAircraftADissertationSu

2、bmittedfortheDegreeofMasterOnInstrumentsandMeterEngineeringbyZouGuohuiUndertheSupervisionofProf.FuYuewenSchoolofMeasuringandOpticalEngineeringNanchangHangkongUniversity,Nanchang,ChinaJune,2015摘要飞机多层铆接结构是机身的重要组成部分，由于其结构的复杂性，其内部隐藏缺陷检测一直是无损检测领域的一个难点和热点问题。脉冲涡流检测技

3、术能够有效地检测这类缺陷。作为一种新的无损检测方法，脉冲涡流以一定占空比的方波为激励信号，它具有频谱宽、检测精度高、检测效率高等优点。本文研究飞机多层铆接结构中机身层间裂纹、铆钉周围裂纹、层间腐蚀的脉冲涡流检测，主要工作在于飞机多层铆接结构脉冲涡流检测传感器的设计与参数优化研究。在传统圆柱形探头设计基础上，采用了新型软磁材料非晶态合金，并与铁氧体进行对比研究。结果表明，非晶合金探头检测灵敏度要高于铁氧体探头。针对铆钉周围裂纹检测设计了一种旋转式探头，实验证明该种探头具有一定的检测能力。设计和优化了一种双激励线圈结

4、构传感器，用于铆钉孔周围裂纹的检测。双激励线圈反向联接，激励电流不至于过大，但磁场却能达到局部聚焦的作用。通过大量实验对该传感器参数进行优化设计，以提高传感器的检测灵敏度。实验结果表明：当激励线圈绕制180匝、两线圈间距取20~30mm、线圈与水平夹角为60~90°、且TMR位于裂纹正上方时传感器的检测灵敏度最大。设计了八通道阵列探头，对多层结构内部缺陷进行扫描检测，八个TMR阵列采用前后两排交错排列的形式，通过大量实验对各TMR芯片具体摆放尺寸进行定量研究。通过提取各通道差分信号幅值作为特征矩阵，对检测结果进行

5、彩色成像，实现C扫描成像检测。论文最后总结了工作内容，并对今后工作做了提出了建议。关键词：脉冲涡流，多层结构，传感器，参数优化，成像IAbstractRivetedmulti-layerstructureisoneofimportantcomponentsinaircraftframe,anddetectionofitsdeeplyembeddeddefectsahotspotproblemowingtoitscomplexityinstructure.Pulsededdycurrenttechniquecand

6、etectsuchdefectseffectively.AsanewNDTmethodwithsquarewaveasexcitement,PEChastheadvantageofwidespectrum,highprecision,highefficiency,etc.Thedetectionofcracksintheairframe,cracksaroundrivet,interlayercorrosioninthemulti-layerstructureisstudiedinthispaperusingPE

7、Cmethod.TheeffortsarefocusedonPECprobedesignandrelatedparameteroptimization.Basedonthedesignoftraditionalcylindricalprobe,anewkindofsoftmagneticmaterialcalledamorphousalloyisusedandcomparedwithferrite.Theresultsshowthatthedetectionsensitivityoftheprobeusingam

8、orphousalloyishigherthanusingferrite.Forthedetectionofcracksaroundrivets,arotaryprobeisdesigned.Experimentalresultsshowthecrackscanbedetectedeffectivelybythiskindofprobe.Anewtypeofprobeba