本發(fā)明涉及齒輪缺陷檢測領域，特別是一種基于磁記憶效應的齒輪應力缺陷檢測方法及系統(tǒng)。

背景技術：

1、齒輪的設計若不合理，會導致齒輪在傳遞力矩的過程中所受的載荷過大，從而產(chǎn)生較大的應力，同時齒輪的制造工藝不良，如齒輪表面粗糙度大、齒面硬度差等也會導致齒輪增加應力。齒輪受到應力的作用后，可能會發(fā)生變形，導致齒輪的幾何形狀發(fā)生變化，從而影響齒輪的傳動效率。為了改善齒輪受到的應力，若使用直接拆開分析的方式，則會降低應力監(jiān)測的效率。提出一種通過磁記憶效應方式的齒輪應力缺陷檢測方法?；诖庞洃浶凝X輪應力缺陷檢測方法是一種創(chuàng)新的非破壞性檢測技術，它利用了磁性材料的磁記憶效應來檢測齒輪中的應力狀態(tài)和缺陷。磁記憶效應是指當磁性材料受到外部應力或磁場作用時，其磁性狀態(tài)會發(fā)生變化，這種變化會在材料表面形成磁場分布的變化，從而形成磁記憶圖案。這種磁記憶圖案可以通過磁傳感器進行檢測和分析，從而得到材料的缺陷和應力狀態(tài)信息。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術的不足，提供了一種基于磁記憶效應的齒輪應力缺陷檢測方法及系統(tǒng)。

2、為達到上述目的，本發(fā)明采用的技術方案為：

3、本發(fā)明第一方面提供了一種基于磁記憶效應的齒輪應力缺陷檢測方法，包括以下步驟：

4、選取作用在目標齒輪上進行應力缺陷檢測的磁傳感器，并對目標齒輪進行清潔處理，得到表面清潔目標齒輪；

5、引入激光掃描技術以及蟻群算法，并通過磁化設備，對表面清潔目標齒輪進行表面磁化處理，得到表面磁化目標齒輪；

6、通過磁記憶掃描儀對表面磁化目標齒輪進行磁記憶掃描，并對由磁記憶掃描得到的掃描信號數(shù)據(jù)進行處理；

7、對表面磁化目標齒輪磁記憶數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)分析，基于分析結(jié)果確定表面磁化目標齒輪的應力異常區(qū)域，并對表面磁化目標齒輪的應力異常區(qū)域進行異常修正。

8、進一步的，本發(fā)明的一個較佳實施例中，所述選取作用在目標齒輪上進行應力缺陷檢測的磁傳感器，并對目標齒輪進行清潔處理，得到表面清潔目標齒輪，具體為：

9、獲取所有需要進行應力缺陷檢測的齒輪，標定為待檢測齒輪，并在所有待檢測齒輪中，將即將進行應力缺陷檢測的待檢測齒輪標定為目標齒輪；

10、獲取目標齒輪的使用說明書，基于所述目標齒輪的使用說明書確定目標齒輪的組成結(jié)構，獲取大數(shù)據(jù)網(wǎng)絡，基于所述大數(shù)據(jù)網(wǎng)絡對目標齒輪的組成結(jié)構進行分析，檢索能對目標齒輪的組成結(jié)構進行完整磁記憶掃描的磁傳感器類型，標定為合格磁傳感器類型，并選取類型為合格磁傳感器類型的磁傳感器，標定為目標磁傳感器；

11、對所述目標齒輪進行表面清灰處理，得到初步清潔目標齒輪，并在所述初步清潔目標齒輪上進行表面物質(zhì)采樣，得到初步清潔目標齒輪的表面物質(zhì)樣品；

12、對初步清潔目標齒輪的表面物質(zhì)樣品進行化合物類型檢測，確定初步清潔目標齒輪的表面物質(zhì)樣品的化合物類型，標定為污染物化合物類型，并確定初步清潔齒輪的表面材質(zhì)類型，標定為目標表面材質(zhì)類型；

13、在大數(shù)據(jù)網(wǎng)絡中檢索獲取目標清潔方案，其中，所述目標清潔方案能基于污染物化合物類型，對初步清潔目標齒輪進行清潔處理，且目標清潔方案作用時不會與類型為目標表面材質(zhì)類型的初步清潔齒輪的表面材質(zhì)發(fā)生反應；

14、輸出所述目標清潔方案，得到表面清潔目標齒輪。

15、進一步的，本發(fā)明的一個較佳實施例中，所述引入激光掃描技術以及蟻群算法，并通過磁化設備，對表面清潔目標齒輪進行表面磁化處理，得到表面磁化目標齒輪，具體為：

16、獲取磁化設備，其中，所述磁化設備為可以對表面清潔目標齒輪進行表面磁化處理的設備，表面磁化處理為在表面清潔目標齒輪上施加磁場；

17、獲取磁化設備的磁化范圍，并獲取表面清潔目標齒輪不同表面的占用范圍，若磁化設備的磁化范圍完全覆蓋表面清潔目標齒輪所有表面的占用范圍，則直接通過磁化設備對表面清潔目標齒輪進行表面磁化處理，得到表面磁化后的表面清潔目標齒輪，定義為表面磁化目標齒輪；

18、若存在任意表面清潔目標齒輪的表面的占用范圍不能被磁化設備的磁化范圍完全覆蓋，則將對應的表面清潔目標齒輪的表面標定為一類表面清潔目標齒輪表面；

19、獲取激光掃描設備，基于所述激光掃描設備對目標清潔目標齒輪進行激光掃描，結(jié)合目標齒輪的組成結(jié)構，構建目標清潔目標齒輪的激光掃描模型，標定為目標激光掃描模型，并在所述目標激光掃描模型中對一類表面清潔目標齒輪表面進行標記；

20、在目標激光掃描模型內(nèi)，引入蟻群算法，并在目標激光掃描模型的一類表面清潔目標齒輪表面上確定一個表面邊緣點，標定為路徑起始點；

21、對蟻群算法進行設置，其中，對蟻群算法進行設置為在蟻群算法中將路徑的占用范圍調(diào)節(jié)為磁化設備的磁化范圍，并將設置后的蟻群算法作用在目標激光掃描模型的一類表面清潔目標齒輪表面上，得到從路徑起始點開始，能對目標激光掃描模型的一類表面清潔目標齒輪表面進行完全表面磁化的所有路徑，標定為待分析磁化路徑；

22、在所有待分析磁化路徑中，選取路徑長度最短的待分析磁化路徑，標定為目標磁化路徑，控制磁化設備基于目標磁化路徑對一類表面清潔目標齒輪表面進行表面磁化處理，并控制磁化設備對目標清潔目標齒輪上非一類表面清潔目標齒輪表面的表面進行直接磁化處理，得到表面磁化目標齒輪。

23、進一步的，本發(fā)明的一個較佳實施例中，所述通過磁記憶掃描儀對表面磁化目標齒輪進行磁記憶掃描，并對由磁記憶掃描得到的掃描信號數(shù)據(jù)進行處理，具體為：

24、獲取磁記憶掃描儀，其中，所述磁記憶掃描儀中集成有目標磁傳感器，所述磁傳感器能對磁化后的金屬表面進行磁記憶掃描，同時磁記憶掃描儀能對磁記憶掃描后獲取的掃描數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)預處理；

25、通過所述磁記憶掃描儀，在表面磁化目標齒輪表面進行磁記憶掃描，并在磁記憶掃描儀內(nèi)存儲磁記憶掃描后得到的掃描數(shù)據(jù)，標定為磁記憶掃描數(shù)據(jù)；

26、其中，所述磁記憶掃描數(shù)據(jù)為表面磁化目標齒輪的表面磁場分布數(shù)據(jù)和表面磁場強度數(shù)據(jù)；

27、在磁記憶掃描儀內(nèi)，對所述磁記憶掃描數(shù)據(jù)進行頻率分析，得到磁記憶掃描數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)頻率，并預設磁記憶掃描數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)標準頻率范圍；

28、若磁記憶掃描數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)頻率不完全維持在數(shù)據(jù)標準頻率范圍內(nèi)，則引入滑動平均濾波算法對磁記憶掃描數(shù)據(jù)進行濾波處理，使磁記憶掃描數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)頻率完全維持在數(shù)據(jù)標準頻率范圍內(nèi)，得到合格磁記憶掃描數(shù)據(jù)，并對所述合格磁記憶掃描數(shù)據(jù)進行信號轉(zhuǎn)換，得到合格磁記憶掃描電信號；

29、引入信號解析裝置，并于磁記憶掃描儀進行集成，通過集成了信號解析裝置的磁記憶掃描儀對合格磁記憶掃描電信號進行信號解析，生成表面磁化目標齒輪的齒輪表面磁疇分布特征數(shù)據(jù)、齒輪表面磁疇邊界特征數(shù)據(jù)以及齒輪表面磁場信號強度特征數(shù)據(jù)；

30、將表面磁化目標齒輪的齒輪表面磁疇分布特征數(shù)據(jù)、齒輪表面磁疇邊界特征數(shù)據(jù)以及齒輪表面磁場信號強度特征數(shù)據(jù)統(tǒng)稱為表面磁化目標齒輪磁記憶數(shù)據(jù)。

31、進一步的，本發(fā)明的一個較佳實施例中，所述對表面磁化目標齒輪磁記憶數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)分析，基于分析結(jié)果確定表面磁化目標齒輪的應力異常區(qū)域，并對表面磁化目標齒輪的應力異常區(qū)域進行異常修正，具體為：

32、構建二維數(shù)據(jù)表示空間，并將表面磁化目標齒輪磁記憶數(shù)據(jù)導入至二維數(shù)據(jù)表示空間內(nèi)，生成表面磁化目標齒輪的磁記憶二維可視化圖案，標定為目標圖案；

33、其中，所述目標圖案為特征曲線，對目標圖案進行特征曲線分析，計算目標圖案上所有封閉區(qū)域的面積大小，其中，不同的封閉區(qū)域代表表面磁化目標齒輪上不同的區(qū)域，并基于封閉區(qū)域的面積大小計算表面磁化目標齒輪上不同的區(qū)域的表面磁場突變大??；

34、基于大數(shù)據(jù)網(wǎng)絡，檢索應力集中程度-表面磁場突變大小對比譜圖，標定為目標對比圖譜，將表面磁化目標齒輪上不同的區(qū)域的表面磁場突變大小導入至目標對比圖譜內(nèi)，計算得到表面磁化目標齒輪上不同的區(qū)域的應力集中程度；

35、預設應力最大集中程度，并將應力集中程度大于應力最大集中程度的表面磁化目標齒輪上區(qū)域標定為表面磁化目標齒輪的應力異常區(qū)域；

36、對表面磁化目標齒輪的應力異常區(qū)域進行應力異常根源分析，并基于應力異常根源分析結(jié)果，對表面磁化目標齒輪的應力異常區(qū)域進行異常修正。

37、進一步的，本發(fā)明的一個較佳實施例中，所述對表面磁化目標齒輪的應力異常區(qū)域進行應力異常根源分析，并基于應力異常根源分析結(jié)果，對表面磁化目標齒輪的應力異常區(qū)域進行異常修正，具體為：

38、通過目標齒輪的使用說明書，獲取表面磁化目標齒輪的應力異常區(qū)域的標準設計齒輪參數(shù)，并通過三維建模方式，構建表面磁化目標齒輪的應力異常區(qū)域的三維模型，基于所述表面磁化目標齒輪的應力異常區(qū)域的三維模型，獲取表面磁化目標齒輪的應力異常區(qū)域的實際齒輪參數(shù)；

39、若在表面磁化目標齒輪中，存在應力異常區(qū)域的實際齒輪參數(shù)小于標準設計齒輪參數(shù)，則將所述表面磁化目標齒輪報廢；

40、若在表面磁化目標齒輪中，不存在應力異常區(qū)域的實際齒輪參數(shù)小于標準設計齒輪參數(shù)，但存在實際齒輪參數(shù)大于標準設計齒輪參數(shù)，則將實際齒輪參數(shù)大于標準設計齒輪參數(shù)的對應的表面磁化目標齒輪的應力異常區(qū)域標定為設計異常區(qū)域，并在大數(shù)據(jù)網(wǎng)絡中檢索設計異常區(qū)域的設計齒輪區(qū)域修復方案并輸出；

41、若設計異常區(qū)域的設計齒輪區(qū)域修復方案輸出后，表面磁化目標齒輪仍存在應力異常區(qū)域，則對表面磁化目標齒輪的應力異常區(qū)域進行潤滑處理，并判斷在潤滑處理后的表面磁化目標齒輪是否仍存在應力異常區(qū)域；

42、若是，則將所述表面磁化目標齒輪報廢，若否，則將所述表面磁化目標齒輪標定為應力無缺陷目標齒輪。

43、本發(fā)明第二方面還提供了一種基于磁記憶效應的齒輪應力缺陷檢測系統(tǒng)，所述齒輪應力缺陷檢測系統(tǒng)包括存儲器與處理器，所述存儲器中儲存有齒輪應力缺陷檢測方法，所述齒輪應力缺陷檢測方法被所述處理器執(zhí)行時，實現(xiàn)如下步驟：

44、選取作用在目標齒輪上進行應力缺陷檢測的磁傳感器，并對目標齒輪進行清潔處理，得到表面清潔目標齒輪；

45、引入激光掃描技術以及蟻群算法，并通過磁化設備，對表面清潔目標齒輪進行表面磁化處理，得到表面磁化目標齒輪；

46、通過磁記憶掃描儀對表面磁化目標齒輪進行磁記憶掃描，并對由磁記憶掃描得到的掃描信號數(shù)據(jù)進行處理；

47、對表面磁化目標齒輪磁記憶數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)分析，基于分析結(jié)果確定表面磁化目標齒輪的應力異常區(qū)域，并對表面磁化目標齒輪的應力異常區(qū)域進行異常修正。

48、本發(fā)明解決的背景技術中存在的技術缺陷，本發(fā)明具備以下有益效果：對目標齒輪進行清潔處理，并通過磁化設備對目標齒輪進行表面磁化處理，得到表面磁化目標齒輪。通過磁記憶掃描儀對表面磁化目標齒輪進行磁記憶掃描，并在磁記憶掃描后對得到的表面磁化目標齒輪磁記憶數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)分析，得到表面磁化目標齒輪的應力異常區(qū)域并進行修正。本發(fā)明能夠通過磁記憶效應的方式，實現(xiàn)齒輪的應力缺陷檢測，磁記憶檢測技術不會對齒輪造成任何損傷，且具有高靈敏度和精度，是一種創(chuàng)新的非破壞性檢測技術。