起重机械承载件材料常规缺陷的故障定位与辨识技术研究

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随着我国经济建设的高速发展以及工业4.0的到来,起重机械将被大面积地应用到各项工程项目中,而起重机械承载件作为起重机械完成支撑、旋转等操作的重要组成部分,其安全性及损伤破坏程度能否及时得到检测、评估及修复关系到起重机械安全问题。起重机械承载件在应力集中处易产生微裂纹,从而造成安全隐患甚至是折断、坍塌等重大安全事故发生。因此,针对起重机械承载件的常规缺陷进行无损辨识和故障定位研究,具有重要的理论与工程实际意义。声发射技术是近几十年发展起来的无损检测技术,在工业制造、石油化工等领域有着广阔的应用前景。与其他检测技术相比,声发射检测几乎适用于所有材料的检测,并可获得材料损伤过程的动态信息,能够探测出材料或构件中的“活性”缺陷,从而为评价材料或构件的使用安全性提供可能。然而,针对起重机械承载件的声发射无损检测目前仍处于初期的探索阶段,国家尚未制定相关的标准及行业规范。本文利用SDAES声发射检测仪与GPS-100高频疲劳拉伸试验机,对起重机械承载件的常用材料Q235进行常规缺陷试件声发射信号的采集与分析,完成的主要工作有:(1)借鉴声发射检测的相关标准并参考试验机的夹具特征,制备了相应的无缺陷、裂纹缺陷等试件,并依据试验机的加载特点制定了相应的加载方案。(2)通过对无缺陷、裂纹缺陷试件在拉伸载荷作用下的声发射检测试验,采集了在拉伸载荷加载下的声发射信号特征数据,总结了相应的波形特征范围,并对两种不同规格裂纹缺陷试件的声发射信号特性进行了相应的总结对比评价,对故障定位图进行了总结分析。(3)从Q235金属材料裂纹损伤声发射检测试验入手,给出获取Q235金属材料裂纹损伤不同阶段声发射信号的方法,并运用模式识别手段判断裂纹损伤所处的阶段及其严重程度。
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