[發明專利]一種高頻振動下疲勞裂紋檢測系統及檢測方法

在審

• 申請號: 201611182880.4
• 申請日: 2016-12-19
• 公開（公告）號: CN106596305A
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發明（設計）人: 姚敏;曹精明;劉冰;周帥
• 申請（專利權）人: 濰柴動力股份有限公司
• 主分類號: G01N3/38
• 分類號: G01N3/38;G01M7/02
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司11002
• 代理人: 湯財寶

技術領域

本發明涉及疲勞檢測技術領域，尤其涉及一種高頻振動下疲勞裂紋檢測系統及檢測方法。

背景技術

振動疲勞試驗是通過測量試件在所施加交變載荷的作用下若干載荷循環數及及裂紋出現時間或者裂紋對應長度，得出相應的疲勞壽命、裂紋擴展速率以及材料的疲勞壽命特性。

現有的疲勞裂紋檢測手段主要有直觀檢測法和間接無損檢測法兩類。直觀檢測法有目測法、滲透檢測技術、磁粉檢測技術等，其中目測法是最為傳統的方法，在承受疲勞載荷振幅較大、加載頻率較高時，存在試驗過程中難以讀數的問題，需停機測量，測量精度較低，易受人為因素影響，而且如果想實現實時在線觀察，則需動用較多的人力。測試試樣在以一定的頻率振動時的圖像，如果振動頻率較低時，眼睛即使能夠辨識清，但是非常容易產生視覺疲勞，而頻率較高時，人眼根本無法辨識清楚。其他檢測方法也都不同程度地存在一些問題，比如操作繁瑣、精度不高、抗干擾性差和不易實現自動記錄等。

發明內容

(一)要解決的技術問題

本發明要解決的技術問題是解決現有技術中試樣在高頻振動下的疲勞裂紋無法精確檢測的問題。

(二)技術方案

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種高頻振動下疲勞裂紋檢測系統，包括振動試驗臺、閃頻儀、攝像組件以及圖像處理模塊；所述振動試驗臺上設有用于安裝試樣的夾具；所述閃頻儀用于產生與所述振動試驗臺振動頻率一致的閃頻光源；所述攝像組件用于采集所述試樣的圖像，且所述攝像組件可與所述試樣相對運動調節所述攝像組件與所述試樣的相對位置；所述圖像處理模塊用于處理所述攝像組件采集的圖像。

根據本發明，還包括控制模塊，所述控制模塊用于根據所述圖像處理模塊的處理結果控制所述振動試驗臺停止振動。

根據本發明，所述控制模塊還用于根據所述振動試驗臺的振動頻率調節所述閃頻儀的頻率。

根據本發明，還包括數據存儲模塊，所述數據存儲模塊用于儲存所述圖像處理模塊處理后的圖像數據以及圖像的采集時間。

根據本發明，還包括用于調整所述攝像組件位置的調整裝置，所述調整裝置包括X軸運動單元、Y軸運動單元和Z軸運動單元。

根據本發明，所述X軸運動單元包括第一支撐架、設于所述第一支撐架下方的滾輪以及與所述滑塊相配合的滑軌；所述Z軸運動單元包括第二支撐架、滾珠絲杠副以及設于所述第一支撐架上的電機，所述電機與所述滾珠絲杠副連接，用于驅動所述第二支撐架上下運動；所述Y軸運動單元包括設于所述第二支撐架上的伸縮桿，所述攝像組件設于所述伸縮桿的活動端。

根據本發明，所述第二支撐架包括水平設置的支撐平臺和豎直設置在所述支撐平臺上的支撐板，所述支撐板上設有通孔，所述伸縮桿穿過所述通孔，且通過頂絲固定，所述伸縮桿穿過所述通孔的固定端設有配重物。

根據本發明，所述閃頻儀與所述攝像組件均固定在所述伸縮桿上。

本發明還提供了一種上述的高頻振動下疲勞裂紋檢測系統的檢測方法，包括以下步驟：

S1，調整攝像組件與試樣的相對位置；

S2，驅動試樣以設定的振動頻率振動；

S3，調整閃頻儀的頻率與振動試驗臺的振動頻率一致；

S4，圖像處理模塊對攝像組件采集的圖像進行處理，測量裂紋擴展長度。

根據本發明，該檢測方法還包括步驟S5，控制模塊根據圖像處理模塊的處理結果控制試樣的振動停止。

(三)有益效果

本發明的上述技術方案與現有技術相比具有如下優點：本發明實施例提供的高頻振動下疲勞裂紋檢測系統通過設置頻閃頻率與試樣振動頻率一致的閃頻儀，高頻運動的試樣看起來是緩慢運動或者相對靜止的，使得攝像組件能夠清楚地實時記錄高振動頻率下的振動疲勞裂紋試驗樣品裂紋出現情況，并且，通過圖像處理模塊可以精確地記錄裂紋出現時間、精確地測量裂紋擴展的長度，實現自動分析判斷和實時監控試驗進度。同時，在一定程度上減少試驗人員的工作量。

附圖說明

圖1是本發明實施例提供的高頻振動下疲勞裂紋檢測系統的結構示意圖；

圖2是本發明實施例提供的高頻振動下疲勞裂紋檢測系統的工作原理示意圖。

圖中：1：試樣；2：振動試驗臺；3：閃頻儀；4：攝像組件；5：圖像處理模塊；6：滑軌；7：滾輪；8：第一支撐架；81：導軌；9：電機；10：第二支撐架；101：支撐桿；102：限位桿；103：支撐平臺；104：支撐板；11：絲杠；12：螺母；13：伸縮桿；15：配重物；16：液壓作動器；17：泵站；18：控制模塊。