飞机挂架的弱磁检测系统设计

来源 :南昌航空大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wobushilaji
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飞机挂架作为飞机与机载装备之间连接的枢纽在航空领域有着极其重要的作用,其性能的好坏直接影响到飞机机载装备系统的正常工作,然而当飞机在飞行过程中,飞机挂架会时常承受机载设备的过量载荷,因此,挂架上极易出现细小的裂纹缺陷。由于挂架表面结构比较复杂且对检测要求有着一定的限制,而目前较为常规的无损检测方法难以满足挂架中的缺陷检测需求。因此,本文提出了一种在地磁场环境下无需励磁的弱磁检测技术,并针对飞机挂架的结构材料特性,设计弱磁检测系统,实现了对挂架中常见缺陷的检测和评估,同时能对裂纹缺陷进行深度定量。首先,本文从磁介质相对磁导率及磁化的相关理论出发,阐明了在地磁场环境下的弱磁检测原理,根据挂架材料的磁特性和带磁偶极子模型理论分析弱磁检测对挂架中裂纹缺陷识别及其深度定量的可行性,并提出基于支持向量回归的裂纹缺陷定量算法。其次,从软硬件层面展开描述了弱磁检测系统的设计流程:检测系统硬件部分以ARM主板为核心,主要包括了电源模块、传感器采集模块和信号传输模块等;软件部分则通过MFC完成检测操作界面的设计,并实现了实时曲线、二维云图成像、数据保存及电池电量读取等功能。然后,为研究检测信号与缺陷间的特征关系设计检测实验,确定实验试块并对其进行人工刻伤,初步分析扫查试块后得到的原始信号,基于Symlet小波变换进一步提出缺陷信号识别算法,建立支持向量回归模型得到裂纹的深度定量范围。最后,在现场评估弱磁检测系统的实用性,通过卷积平滑滤波法对现场检测信号进行降噪处理,对检测系统缺陷信号识别算法和裂纹深度定量算法的准确性进行了验证。结果表明:弱磁检测对飞机挂架中常见缺陷的定位、定量都具有一定的可行性,此外,本文中设计的飞机挂架弱磁检测系统不仅携带方便、操作简单,而且具有较高的检测灵敏度,可初步实现飞机挂架检测的工程目标,为飞机挂架的缺陷检测提供了一种新思路。
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