一种基于磁弹效应的平面残余应力自动检测装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于磁弹效应的平面残余应力自动检测装置及方法，其技术方案为：包括从上至下依次设置的第一工作台、第二工作台和第三工作台，所述第一工作台能够沿第二工作台水平移动，第二工作台能够沿第三工作台水平移动；所述第一工作台上方设置有能够旋转设定角度的检测探头，所述检测探头连接升降装置；第一工作台上表面放置补偿探头，且补偿探头与第一工作台之间用于放置标定样件。本发明专利技术能够实现平面上不同点的测量，检测探头能够实现高度方向的升降，能够满足不同高度的测量。

【技术实现步骤摘要】
一种基于磁弹效应的平面残余应力自动检测装置及方法
本专利技术涉及残余应力检测领域，尤其涉及一种基于磁弹效应的平面残余应力自动检测装置及方法。
技术介绍
残余应力是影响构件寿命的重要因素之一，残余应力的检测是工业中安全预防的重要手段，因此，对在役工件或者机构进行残余应力检测对寿命评估具有重要意义。目前残余应力磁性无损检测有很多方式，常用的有磁记忆法、磁声发射法、磁巴克豪森噪声法、磁粉法、磁弹性法等；其中磁记忆法、磁声发射法、磁粉法和磁巴克豪森噪声法检测残余应力时只能测出应力集中区域，实现残余应力定性检测，为定性分析提供依据。而磁弹效应法可以根据磁各向异性材料电磁参数与残余应力的关系，建立起输出电量与残余应力的数学关系，根据数学方程式得到所测区域的残余应力数值。针对现有的测量方法，磁弹性法在工程实际或实验分析中的定量检测残余应力方面具有一定的优势。但是还存在有一些的不足之处，该方法测定残余应力主要依赖于技术人员手动操作，且对于单向应力和平面应力检测过程略有不同，测量时对人工要求较高，需要测试人员具有一定的测试基础，过于依赖技术人员。公开号为“CN106052922A”的中国专利，公开了一种钢带残余应力无损检测用的多磁极微磁传感器，该专利可简述为：通过磁极在检测平面分布成一定形状，其励磁线圈的通断对钢带磁化后拾取钢带产生的磁化信号确定出不同磁化方向的应力，该方法能够实现钢带应力的有效检测，但是所需探头数量较多，且仅适用于运动工件的有效检测，无法实现双探头、静止工件的自动化检测。公开号为“CN105890826A”的中国专利，公开了一种基于增量磁导率的钢制叶片残余应力微磁无损检测方法及装置，该专利可简述为：通过自动化机械手夹持探头沿叶片获取增量磁导率，以表征为残余应力；也可以机械手夹持叶片，沿固定于工作台底座的探头运动，以实现信号提取。该方法虽然能够实现自动化检测，但是自动化机械手价格昂贵，且运动控制复杂，对非叶片工件进行应力检测时，还需要根据待测工件形状设计专用夹具，且保证夹持的稳定可靠性。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本专利技术提供了一种基于磁弹效应的平面残余应力自动检测装置及方法，能够实现平面上不同点的测量，检测探头能够实现高度方向的升降，能够满足不同高度的测量。本专利技术采用下述技术方案：一种基于磁弹效应的平面残余应力自动检测装置，包括从上至下依次设置的第一工作台、第二工作台和第三工作台，所述第一工作台能够沿第二工作台水平移动，第二工作台能够沿第三工作台水平移动；所述第一工作台上方设置有能够旋转设定角度的检测探头，所述检测探头连接升降装置；第一工作台上表面放置补偿探头，且补偿探头与第一工作台之间用于放置标定样件。进一步的，所述升降装置包括伸出套、支撑套筒，所述检测探头安装于伸出套内部，所述伸出套与支撑套筒通过丝杠螺母机构相连。进一步的，所述伸出套包括连接为一体的悬臂和内齿轮套，内齿轮套通过齿轮与探头电机相连。进一步的，所述内齿轮套底部设有探头轴承，探头轴承的内圈与检测探头过盈连接，探头轴承的外圈与内齿轮套下端过盈连接。进一步的，所述第一工作台连接第一驱动机构，第二工作台连接第二驱动机构，且第一驱动机构与第二驱动机构的安装方向相互垂直。进一步的，所述第一驱动机构、第二驱动机构分别为电机驱动的丝杠螺母机构。进一步的，所述第二工作台分别与第一工作台、第三工作台滑动连接。进一步的，所述第二工作台的顶部设置滑槽，第二工作台的底部设有凸起块；第一工作台下方设有与二工作台的滑槽相配合的凸起块，第三工作台顶部设有与第二工作台的凸起块相配合的滑槽。一种基于磁弹效应的平面残余应力自动检测方法，采用所述的检测装置，将检测探头置于升降装置中，待测工件置于第一工作台上，标定待测工件上所有测量点，并设定测量起始点；检测探头在测量起始点位置上升至设定距离，探头电机旋转使检测探头复位至0°测量方向；检测探头下降至待测工件平面，测量得到0°电流；之后旋转不同角度，以得到各角度方向的电流；初始点测量完成后，检测探头上升至设定高度，在第一驱动机构、第二驱动机构作用下第一工作台、第二工作台移动，按照S形轨迹测量其他点电流。进一步的，检测探头至检测得到N个点电流，其中N≥6，根据切应力差法计算残余应力。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：(1)本专利技术的整体结构易于实现，通过工作台能够在两个相互垂直方向移动，从而带动待测工件移动，实现平面上不同点的测量，且不需要专用夹具；(2)本专利技术的检测探头能够实现高度方向的升降，能够满足不同高度样块的测量，且可用于实验检测不同提离高度的分析对比；(3)本专利技术将传统的磁性法人工操作转换为机械结构的带动，在控制系统的作用下实现自动化运动，使精准性大大提高，降低了测量误差；(4)本专利技术检测装置占用空间小，易于再次改造插入部分现有的装置结构中，节省成本。附图说明构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。图1为本专利技术实施例一的整体结构示意图；图2为本专利技术实施例一的电机探头连接示意图；图3为本专利技术实施例一的工作台整体结构示意图；图4为本专利技术实施例一的支撑套筒结构示意图；图5为本专利技术实施例一的伸出套剖视图；图6为本专利技术实施例一的伸出套侧视图；图7为本专利技术实施例一的测量轨迹示意图；图中：1、支撑套筒；2、第三丝杠；3、滚动轴承；4、螺钉；5、第三电机；6、支撑套；7、伸出套；8、检测探头；9、补偿探头；10、第一工作台；11、第一丝杠螺母，12、轴承支座，13、第二工作台；14、第三工作台；15、第二电机；16、电机支座；17、支撑座；18、齿轮；19、内齿轮套；20、探头轴承；21、第一电机；22、第一丝杠，23、第二丝杠，24、第二丝杠螺母。具体实施方式应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合；为了方便叙述，本申请中如果出现“上”、“下”、“左”“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用,仅仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于磁弹效应的平面残余应力自动检测装置，其特征在于，包括从上至下依次设置的第一工作台、第二工作台和第三工作台，所述第一工作台能够沿第二工作台水平移动，第二工作台能够沿第三工作台水平移动；/n所述第一工作台上方设置有能够旋转设定角度的检测探头，所述检测探头连接升降装置；第一工作台上表面放置补偿探头，且补偿探头与第一工作台之间用于放置标定样件。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于磁弹效应的平面残余应力自动检测装置，其特征在于，包括从上至下依次设置的第一工作台、第二工作台和第三工作台，所述第一工作台能够沿第二工作台水平移动，第二工作台能够沿第三工作台水平移动；
所述第一工作台上方设置有能够旋转设定角度的检测探头，所述检测探头连接升降装置；第一工作台上表面放置补偿探头，且补偿探头与第一工作台之间用于放置标定样件。


2.根据权利要求1所述的一种基于磁弹效应的平面残余应力自动检测装置，其特征在于，所述升降装置包括伸出套、支撑套筒，所述检测探头安装于伸出套内部，所述伸出套与支撑套筒通过丝杠螺母机构相连。


3.根据权利要求2所述的一种基于磁弹效应的平面残余应力自动检测装置，其特征在于，所述伸出套包括连接为一体的悬臂和内齿轮套，内齿轮套通过齿轮与探头电机相连。


4.根据权利要求3所述的一种基于磁弹效应的平面残余应力自动检测装置，其特征在于，所述内齿轮套底部设有探头轴承，探头轴承的内圈与检测探头过盈连接，探头轴承的外圈与内齿轮套下端过盈连接。


5.根据权利要求1所述的一种基于磁弹效应的平面残余应力自动检测装置，其特征在于，所述第一工作台连接第一驱动机构，第二工作台连接第二驱动机构，且第一驱动机构与第二驱动机构的安装方向相互垂直。


6.根据权利要求5所述的一种基于磁弹效应的平面残...

【专利技术属性】
技术研发人员：张建华，胡向义，王忠诚，傅振升，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：山东;37