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基于电磁检测法的钢丝绳检测研究

作　者: 丁钰沣
导　师: 刘晓平
学　校: 北京邮电大学
专　业: 检测技术与自动化装置
关键词: 钢丝绳漏磁检测有限元分析 EMD
分类号: TG115.284
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

钢丝绳作为工业生产中的常用部件,其可靠性在很大程度上影响到许多工业生产设备的安全运行。对于一些行业设备,钢丝绳能否可靠运行将直接影响到企业的安全生产。由此可以看出,实现对钢丝绳损伤检测,实用化钢丝绳损伤检测方法和检测设备可以保证设备的安全运行,避免重大安全生产事故,因此具有重要的经济和社会效益。本论文在学习国内外钢丝绳无损检测的基础上,基于电磁检测方法,从磁场仿真和信号处理两方面进行钢丝绳断丝识别研究。本文首先应用Solidworks软件建立F 28绳径钢丝绳的仿真模型,之后将其导入Ansoft软件中,对模型进行适当的有限元处理,建立不同情况的断丝模型。对模型纵向磁化后,软件绘制出磁场强度H矢量图,磁感应强度B矢量图等磁特性分布云图和曲线图。对不同断丝仿真模型的磁特性进行比较发现,传感器的提离值越小,在断丝处磁感应强度B变化越明显。断丝数越多,漏磁场的磁感应强度B越大。其次,应用Matlab编写EMD算法程序对钢丝绳检测信号进行处理。通过对不同本征模函数IMF的分析得出,算法程序可有效地分离出高频噪声和信号原有的趋势项。实验证明,通过算法程序可有效的将钢丝绳的断丝信号从原始检测信号中提取出来。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-8
第一章绪论  8-18
  1.1 课题研究的目的及意义  8-9
  1.2 钢丝绳无损检测技术的内容和分类  9-10
  1.3 钢丝绳无损检测的发展历史  10-12
  1.4 课题相关理论与技术  12-17
    1.4.1 钢丝绳电磁检测技术  12-15
    1.4.2 钢丝绳磁特性有限元分析  15-16
    1.4.3 钢丝绳损伤信号处理技术  16-17
  1.5 本学位论文的主要内容  17-18
第二章钢丝绳检测理论基础  18-26
  2.1 钢丝绳的构造和分类  18-20
    2.1.1 钢丝绳的构造  18-19
    2.1.2 钢丝绳的分类  19-20
  2.2 钢丝绳的缺陷  20-21
  2.3 钢丝绳的磁化  21-23
    2.3.1 磁化方式  21-22
    2.3.2 磁化强度的选择  22-23
  2.4 磁偶极子分析模型  23-25
  2.5 本章小结  25-26
第三章钢丝绳磁性有限元分析  26-61
  3.1 有限元分析方法  26
  3.2 钢丝绳捻制成形的空间几何模型  26-34
    3.2.1 钢丝绳几何结构分析  26-28
    3.2.2 F28钢丝绳仿真模型的建立  28-29
    3.2.3 钢丝绳有限元分析  29-34
  3.3 F28单断丝不同断口的钢丝绳有限元仿真  34-50
    3.3.1 钢丝绳断口宽0.5mm有限元分析  34-38
    3.3.2 钢丝绳断口宽1mm有限元分析  38-42
    3.3.3 钢丝绳断口宽1.5mm有限元分析  42-46
    3.3.4 钢丝绳断口宽2mm有限元分析  46-50
    3.3.5 结论  50
  3.4 F28钢丝绳同断丝长度不同断丝数目有限元仿真  50-59
    3.4.1 钢丝绳双断丝有限元分析  51-55
    3.4.2 钢丝绳三断丝有限元分析  55-59
    3.4.3 结论  59
  3.5 本章小结  59-61
第四章钢丝绳检测的数据处理技术  61-70
  4.1 传统信号方法分析的不足  61
  4.2 EMD基本原理及HHT变换(HILBERT-HUANG TRANSFORM)  61-64
    4.2.1 本征模态函数  61-62
    4.2.2 经验模式分解  62
    4.2.3 本征模函数IMF筛选  62-64
  4.3 基于强磁的钢丝绳实际断丝信号分析  64-69
    4.3.1 实验一  65-67
    4.3.2 实验二  67-69
  4.4 本章小结  69-70
结论与展望  70-72
  主要结论  70
  研究展望  70-72
参考文献  72-76
致谢  76-77
攻读学位期间发表的学术论文目录  77

基于电磁检测法的钢丝绳检测研究

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