一种利用双模式衍射波量化风机主轴横向裂纹的方法技术

本发明专利技术公开了一种利用双模式衍射波量化风机主轴横向裂纹的方法，本发明专利技术将激励传感器布置于主轴端面，辐射超声纵波；在主轴中心孔内壁布置一个电磁声传感器，用于接收裂纹衍射的纵波和横波。通过激励传感器位置、电磁声传感器位置和衍射纵波的渡越时间确定一个纵波衍射点的椭圆轨迹。通过电磁声传感器位置、衍射横波与纵波渡越时间差确定一个横波衍射点的圆形轨迹。利用上述两个轨迹的交点确定衍射点的位置，从而实现了表面开口横向裂纹的轴向位置和扩展深度的量化表征。

【技术实现步骤摘要】
一种利用双模式衍射波量化风机主轴横向裂纹的方法
本专利技术涉及一种在役风力发电机主轴表面开口横向裂纹的衍射波定量检测方法，属于无损检测领域。
技术介绍
风电已成为我国第三大电源，在国家电源结构中的比重逐年提高，风电机组运行状况关系国家能源安全。风力发电机主轴是风电机组传动系统的核心部件，其结构健康状态直接影响风机运行安全。风机主轴不仅服役环境恶劣，工况也十分复杂，长期承受扭矩、轴向推力及气动弯矩等复杂应力作用。主轴长期运行过程中，其与轴承之间的配合区域极易产生表面开口的横向裂纹，严重危害风电机组安全，已造成了多起安全事故。对风机主轴表面开口的横向裂纹检测，不仅需要发现裂纹，更加需要量化裂纹的扩展深度。因为裂纹扩展深度是评价主轴损伤的重要指标之一。风机主轴是由多个轴段组成的具有中心孔特征的大型回转体。对于在役风机主轴的检测，存在裂纹相对主轴尺寸小，量化表征的困难。目前，采用主轴端面进行超声探伤，存在较大局限性，例如：基于反射声波幅值的定量技术，裂纹量化精度低，不能实现裂纹扩展深度的测量。专利技术专利《一种风力发电机主轴横向裂纹衍射波检测方本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用双模式衍射波量化风机主轴横向裂纹的方法，其特征在于：该方法具体实施步骤包括：/n步骤一：获取风力发电机主轴外形尺寸，并确定检测区域；/n步骤二：将压电传感器固定于主轴端面半径为R位置；/n步骤三：在主轴中心孔中，距离主轴端面L

【技术特征摘要】
1.一种利用双模式衍射波量化风机主轴横向裂纹的方法，其特征在于：该方法具体实施步骤包括：
步骤一：获取风力发电机主轴外形尺寸，并确定检测区域；
步骤二：将压电传感器固定于主轴端面半径为R位置；
步骤三：在主轴中心孔中，距离主轴端面L1～L2范围内任意位置LE布置电磁声接收传感器，用于接收裂纹衍射纵波和横波；压电传感器、电磁声接收传感器与主轴轴线在同一平面；
步骤四：利用超声信号激励源激励压电传感器，记录触发脉冲零点时刻t0；采集电磁声传感器输出信号，分别提取裂纹衍射纵波和衍射横波，以及两个衍射波峰值对应的时刻tL和ts；
步骤五：以主轴端面中心点为圆心，主轴中心轴为x轴，端面半径为y轴，建立平面直角坐标系；根据压电传感器位置坐标、电磁声接收传感器位置坐标和衍射纵波渡越时间计算椭圆轨迹的参数：通过椭圆方程，绘制椭圆轨迹；
步骤六：根据衍射横波与衍射纵波渡越时间差(ts-tL)，计算圆形轨迹半径r：以电磁声接收传感器坐标为圆心和半径r，建立圆形轨迹方程，通过圆形轨迹方程，绘制圆形轨迹；
步骤七：将步骤六所获得的圆形轨迹方程进行参数化，得到椭圆轨迹和圆轨迹的交点；
步骤八：表面开口横向裂纹在主轴中的位置通过P点横坐标xp表示；
步骤九：获得距离端面xp位置处轴段的半径Rc，通过Rc-yp计算裂纹扩展深度；
步骤十：在主轴端面不同方位角上，按照步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员：程俊，何存富，吕炎，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：北京;11