開(kāi)題報(bào)告范文2

1、中北大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告學(xué)生姓名：學(xué)號(hào)：學(xué) 院、系：專(zhuān)業(yè)：設(shè)計(jì) 題目： 基于車(chē)床的軸盤(pán)件超聲自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師：2008 年3月28日畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告1 結(jié)合畢業(yè)設(shè)計(jì)課題情況，根據(jù)所查閱的文獻(xiàn)資料，撰寫(xiě)2000字左右的文獻(xiàn)綜述：文獻(xiàn)綜述無(wú)損檢測(cè)技術(shù)是指在不損傷被檢測(cè)材料、工件或設(shè)備的情況下，應(yīng)用某些 物理方法來(lái)測(cè)定材料、工件或設(shè)備的物理性能、狀態(tài)和內(nèi)部結(jié)構(gòu)，檢測(cè)其不均 勻性，從而判定其合格與否 。無(wú)損檢測(cè)是現(xiàn)代工業(yè)許多領(lǐng)域中保證產(chǎn)品質(zhì)量與性能、穩(wěn)定生產(chǎn)工藝的重要手段。當(dāng)今世界各發(fā)達(dá)國(guó)家都越來(lái)越重視無(wú)損檢測(cè)技術(shù)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門(mén)中 的作用2。統(tǒng)計(jì)資料顯示，經(jīng)過(guò)無(wú)損檢測(cè)后的產(chǎn)品增值情況大致是，

2、機(jī)械產(chǎn)品 為5%國(guó)防、宇航、原子能產(chǎn)品為12%18%火箭為20%日本小汽車(chē)生產(chǎn)中 30%零件采用無(wú)損檢測(cè)后質(zhì)量迅速超過(guò)美國(guó)。德國(guó)科學(xué)家認(rèn)為，無(wú)損檢測(cè)技術(shù) 是機(jī)械工業(yè)的四大支柱之一。美國(guó)前總統(tǒng)里根曾說(shuō)：“沒(méi)有先進(jìn)的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)，美國(guó)就不可能享有在眾多領(lǐng)域的領(lǐng)先地位”?？梢?jiàn)現(xiàn)代工業(yè)是建立在無(wú)損 檢測(cè)基礎(chǔ)上的說(shuō)法并不為過(guò)。世界各國(guó)都對(duì)超聲無(wú)損檢測(cè)給予了高度的重視 3 o未來(lái)的無(wú)損檢測(cè)儀器應(yīng)具有如下特征， 即1模塊化和插卡化。2高智能化 和圖像顯示功能。3數(shù)據(jù)庫(kù)及自識(shí)別功能。4自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)4 o我國(guó)加入 WT（更使我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展融入全球的經(jīng)濟(jì)發(fā)展之中。21世紀(jì)是科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的時(shí)代。由此帶來(lái)的國(guó)際產(chǎn)業(yè)

3、大轉(zhuǎn)移使中國(guó)的制造業(yè)有可能獲 得比較大的發(fā)展空間。世界的制造業(yè)，在 1999年，美國(guó)占20%日本占15% 中國(guó)只占5%中國(guó)制造業(yè)的發(fā)展是大有可為的5o隨著工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，當(dāng)前，在我國(guó)無(wú)損檢測(cè)領(lǐng)域出現(xiàn)了許多 受到人們關(guān)注和重視的熱點(diǎn)問(wèn)題和技術(shù)。熱點(diǎn)問(wèn)題的出現(xiàn)是與生產(chǎn)和技術(shù)的發(fā) 展程度密切有關(guān)的，或者是因?yàn)榧夹g(shù)、經(jīng)濟(jì)、軍事、科學(xué)等的發(fā)展提出了許多 新的迫切需要解決的無(wú)損檢測(cè)問(wèn)題； 或者是當(dāng)一個(gè)長(zhǎng)期困惑人們的難題，在某 個(gè)或某些無(wú)損檢測(cè)方法的關(guān)鍵技術(shù)有所突破， 從而使解決問(wèn)題有希望時(shí)，再度 成為大家關(guān)心的熱點(diǎn)問(wèn)題。熱點(diǎn)問(wèn)題大多是極具挑戰(zhàn)性的問(wèn)題。 隨著人們對(duì)熱 點(diǎn)問(wèn)題的關(guān)注發(fā)展起來(lái)許多熱點(diǎn)

4、技術(shù)， 這些技術(shù)大多是新技術(shù)。而一項(xiàng)新技術(shù)的最終能否被采用，除了它自身發(fā)展的完善程度以外，決定性的因素是費(fèi)用。 人們需要在無(wú)損檢測(cè)方面的投入與因?yàn)椴捎迷擁?xiàng)技術(shù)獲得的直接經(jīng)濟(jì)效益和 因此而防止事故發(fā)生以及保障安全等獲得的間接經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益之間獲 取收益。目前，我國(guó)常用的無(wú)損檢測(cè)方法主要包括磁粉檢測(cè) （PT）、滲透檢測(cè)（MT、 渦流檢測(cè)（ET）、超聲檢測(cè)（UT、X射線檢測(cè)（RT）前三種方法主要是針對(duì) 被檢物的表面及近表面的缺陷，后兩種主要是針對(duì)被檢物內(nèi)部的缺陷。超聲檢測(cè)是五大常規(guī)無(wú)損檢測(cè)技術(shù)之一，與其它常規(guī)技術(shù)相比，它具有被測(cè)對(duì)象范圍廣、檢測(cè)深度大、缺陷定位準(zhǔn)確、檢測(cè)靈敏度高、成本低、使用方

5、便、速度快、對(duì)人體無(wú)傷害及便于現(xiàn)場(chǎng)使用等優(yōu)點(diǎn)。因此，超聲無(wú)損檢測(cè)技術(shù) 是國(guó)內(nèi)外應(yīng)用最廣泛、使用頻度最高且發(fā)展較快的一種無(wú)損檢測(cè)技術(shù)。超聲檢測(cè)是無(wú)損檢測(cè)的最重要的一種手段。由于檢測(cè)原理和使用的波型、 接收與發(fā)射方法、顯示方式以及耦合型式的不同，實(shí)現(xiàn)檢測(cè)的手段和方法眾多， 其歸納和分類(lèi)方式也不同。一般按聲波的種類(lèi)來(lái)區(qū)分有連續(xù)波和脈沖波， 在連 續(xù)波方法中，又分為穿透法和諧振法；在脈沖法中，可分為脈沖穿透法和脈沖 反射法。在進(jìn)行檢測(cè)之前，要根據(jù)被檢對(duì)象的特點(diǎn)，選擇合適的檢測(cè)方法9。自蘇聯(lián)哈諾夫于1929年最早提出利用穿透法檢查固體內(nèi)部結(jié)構(gòu)，以后利 用連續(xù)超聲波在實(shí)驗(yàn)室研究成功起10 幾十年來(lái)，超聲無(wú)

6、損檢測(cè)已得到了巨大 發(fā)展和廣泛應(yīng)用，幾乎應(yīng)用到所有工業(yè)部門(mén)。如作為基礎(chǔ)工業(yè)的鋼鐵工業(yè)，機(jī) 器制造工業(yè)、鍋爐壓力容器有關(guān)工業(yè)部門(mén)、石油化工工業(yè)、鐵路運(yùn)輸工業(yè)、造 船工業(yè)、航空航天工業(yè)、高速發(fā)展中的新技術(shù)產(chǎn)業(yè)如集成電路工業(yè)、核電工業(yè)等重要工業(yè)部門(mén)。目前大量應(yīng)用于金屬材料和構(gòu)件，包括質(zhì)量在線監(jiān)控和產(chǎn)品 的在線檢查，水平普遍提高，應(yīng)用頻度和領(lǐng)域也日益增多 11。各種型號(hào)的金屬棒料是最基本的工業(yè)原料之一。棒料的主要缺陷有裂紋、 折疊、縮孔、條狀?yuàn)A渣和其它線狀缺陷，它們存在于棒料的表面、近表面以及 內(nèi)部。（7袁振明 無(wú)損檢測(cè)系列講座第一講超聲無(wú)損檢測(cè)實(shí)驗(yàn)力學(xué) 1990年9月第125卷第3期）如果對(duì)棒材的探

7、傷不徹底、不準(zhǔn)確，將可能帶來(lái)零件報(bào)廢、產(chǎn)品不合格，甚 至導(dǎo)致重大的安全問(wèn)題。因此，為確保工件的質(zhì)量，要求對(duì)其原材料-薦材進(jìn)行超聲探傷，主要包括表面裂紋和內(nèi)部缺陷的檢查，從而在源頭上控制產(chǎn)品的不合格率統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明超聲檢測(cè)在無(wú)損檢測(cè)領(lǐng)域中的突出貢獻(xiàn)與重要地位，所以超聲檢測(cè)一直以來(lái)都是研究的熱點(diǎn)。隨著電子學(xué)的和計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā) 展，采用人工智能技術(shù)、自適應(yīng)技術(shù)、機(jī)器人技術(shù)、相關(guān)技術(shù)、信息融合技術(shù)、 激光技術(shù)和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)/計(jì)算機(jī)輔助制造等技術(shù)與無(wú)損檢測(cè)技術(shù)有機(jī)結(jié) 合，以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜形面復(fù)合構(gòu)件的超聲掃描成像檢測(cè)，是近年來(lái)國(guó)外復(fù)合材料構(gòu)件無(wú)損檢測(cè)領(lǐng)域研究的前沿課題13。在羅馬召開(kāi)的第15屆世界無(wú)損

8、檢測(cè)會(huì)議 上,超聲檢測(cè)的發(fā)展集中體現(xiàn)在自動(dòng)化、無(wú)耦合技術(shù)，特別是復(fù)合材料壓電換能器和100MH姒上超高頻換能器等也是研究重點(diǎn)14。目前在若干領(lǐng)域超聲檢 測(cè)開(kāi)始向超聲無(wú)損評(píng)價(jià)發(fā)展，使得超聲檢測(cè)內(nèi)容有了新的內(nèi)涵。如超聲波應(yīng)力 與殘余應(yīng)力測(cè)量技術(shù)、超聲顯微鏡技術(shù)及超聲層析成像技術(shù)等15。參考文獻(xiàn)1 張家駿 無(wú)損檢測(cè)技術(shù)機(jī)械工人熱加工.1993/08: 8頁(yè)10頁(yè)2 劉鎮(zhèn)清，劉驍.超聲無(wú)損檢測(cè)的若干新進(jìn)展.無(wú)損檢測(cè).2000 年9 月第22卷第9期：403405頁(yè)3 張旭輝，馬宏偉.超聲無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì).機(jī)械制造.2002年40卷7期：24頁(yè)4 徐永昌，張企耀，朱亞青.團(tuán)結(jié)奮斗與時(shí)俱進(jìn)讓無(wú)

9、損檢測(cè)事業(yè)再創(chuàng)輝煌.無(wú)損檢測(cè).2003年1月第25卷第1期：15頁(yè) 沈建中.努力推進(jìn)我國(guó)無(wú)損檢測(cè)事業(yè)的發(fā)展.無(wú)損檢測(cè).2004年1月第26卷第1期：2頁(yè)6 沈建中.無(wú)損檢測(cè)的幾個(gè)熱點(diǎn)問(wèn)題和技術(shù).無(wú)損檢測(cè).2005年01期第27卷第24頁(yè)7 鄧娟，許萬(wàn)忠，易春霞.五種常規(guī)的無(wú)損檢測(cè)方法.航空維修與工程編輯部郵箱.2004 年03期：62頁(yè)8 沈建中，黎連修.超聲無(wú)損檢測(cè)的進(jìn)展.無(wú)損檢測(cè).1998年2月 第20卷第2期：31頁(yè)9 胡建愷.超聲檢測(cè)原理和方法.電子科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社.1993 年10月第1版10 蔣危平，王務(wù)同.超聲波探傷儀發(fā)展簡(jiǎn)史 無(wú)損檢測(cè).1997年1月第19卷第1期：24頁(yè)11

10、 王淑蓮，陳岳.劉春芳超聲無(wú)損檢測(cè)的應(yīng)用與展望.重慶工業(yè)高等專(zhuān)科學(xué)校學(xué)報(bào).1999年第34期：155頁(yè)12 江建，周曉軍，郭天太等.水浸式棒材超聲檢測(cè)成像系統(tǒng)的若干關(guān)鍵技術(shù)研究 傳感技術(shù)學(xué)報(bào).2006年2月第19卷第1期：161頁(yè)13 羅雄彪，陳鐵群.超聲無(wú)損檢測(cè)的發(fā)展趨勢(shì).無(wú)損檢測(cè)2005年03期第27卷：149頁(yè)14 耿榮生.新千年的無(wú)損檢測(cè)技術(shù) 無(wú)損檢測(cè).2001年1月 第23卷第1 期：第4頁(yè)15 劉鎮(zhèn)清，劉驍.超聲無(wú)損檢測(cè)的若干新進(jìn)展.無(wú)損檢測(cè).2000年9月第22卷第9期：403頁(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告2 本課題要研究或解決的問(wèn)題和擬采用的研究手段（途徑）：總體方案設(shè)計(jì)金屬棒材是一種應(yīng)用

11、范圍非常廣泛的原材料。如果對(duì)棒材的探傷不徹底、 不準(zhǔn)確。將可能帶來(lái)零件報(bào)廢、產(chǎn)品不合格，甚至導(dǎo)致重大的安全問(wèn)題。因此, 為確保工件的質(zhì)量，要求對(duì)棒料進(jìn)行超聲探傷，主要包括表面裂紋和內(nèi)部缺陷 的檢查，從而在源頭上控制產(chǎn)品的不合格率。目前，國(guó)內(nèi)的棒材無(wú)損檢測(cè)主要是依靠手工超聲波探傷。該方式勞動(dòng)強(qiáng)度 高，檢測(cè)效率低，對(duì)工人的經(jīng)驗(yàn)要求較高。由于手工掃查不均勻，不可避免地 存在漏檢現(xiàn)象，探傷質(zhì)量不穩(wěn)定，并且只能進(jìn)行 A掃描顯示，不夠直觀，且容 易出安全事故。（江建，周曉軍，郭天太等水浸式棒材超聲檢測(cè)成像系統(tǒng)的若 干關(guān)鍵技術(shù)研究 傳感器技術(shù)學(xué)報(bào)2006年2月第19卷第1期：162頁(yè)） 結(jié)合設(shè)計(jì)技術(shù)要求的非

12、苛刻和降低成本的考慮，使用數(shù)控車(chē)床來(lái)作為運(yùn)動(dòng) 執(zhí)行機(jī)構(gòu)，由單片機(jī)來(lái)控制系統(tǒng)運(yùn)行。1.1軸盤(pán)件內(nèi)部缺陷超聲自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)總體方案軸盤(pán)件內(nèi)部缺陷超聲自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)由五個(gè)部分構(gòu)成： 1超聲檢測(cè)子系統(tǒng)； 2機(jī)械掃描及控制子系統(tǒng)（由數(shù)控機(jī)床等組成）；3超聲檢測(cè)信號(hào)處理及自動(dòng)判 讀子系統(tǒng)；4操作子系統(tǒng)；5系統(tǒng)校準(zhǔn)試件。圖1是軸盤(pán)件缺陷超聲波自動(dòng)檢 測(cè)系統(tǒng)組成框圖。(1) 超聲檢測(cè)子系統(tǒng)超聲檢測(cè)子系統(tǒng)包括：超聲波探傷儀、單探頭探測(cè)器、 A/D數(shù)據(jù)采集卡和 對(duì)檢測(cè)信息進(jìn)行處理及顯示的工控機(jī)。超聲波探儀激勵(lì)探測(cè)器發(fā)射超聲波 ，并 接收從被檢工件反射回來(lái)的超聲波，然后通過(guò)安裝在工控機(jī)總線上的 A/D卡把 接收到的超聲

13、波模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，供工控機(jī)實(shí)時(shí)處理。(2) 機(jī)械掃描及控制子系統(tǒng)機(jī)械掃描及控制子系統(tǒng)是完成超聲探測(cè)器對(duì)被檢軸盤(pán)件所有需要檢測(cè)部 位進(jìn)行超聲掃描運(yùn)動(dòng)的子系統(tǒng)，借助于主軸轉(zhuǎn)動(dòng)數(shù)控機(jī)床來(lái)實(shí)現(xiàn)。機(jī)械掃描及 控制子系統(tǒng)由工控機(jī)、數(shù)控車(chē)床、單片機(jī)控制卡、周向傳感器等組成。(3) 超聲檢測(cè)信號(hào)處理子系統(tǒng)它是一種多功能的信號(hào)處理、識(shí)別的軟件包，具有下述功能：1檢測(cè)信號(hào)整形與降噪2多元信息特征識(shí)別與提取3缺陷特征量化4缺陷定位(4) 檢測(cè)操作子系統(tǒng)根據(jù)人機(jī)工程原理設(shè)計(jì)操作臺(tái)，操作者在這里完成全部的檢測(cè)操作，包括： 利用工控機(jī)鍵盤(pán)對(duì)檢測(cè)掃描實(shí)行編程控制；利用計(jì)算機(jī)完成檢測(cè)結(jié)果存儲(chǔ)、打 印或硬盤(pán)拷貝等。(5) 系統(tǒng)校準(zhǔn)試件校準(zhǔn)試件制作了人工缺陷，用于研究各種軸盤(pán)件合適的探傷方法和系統(tǒng)檢 測(cè)前對(duì)全系統(tǒng)軟、硬件功能的校核。為保證系統(tǒng)提供的檢測(cè)結(jié)果及診斷結(jié)論的 可靠性，系統(tǒng)只有經(jīng)過(guò)這種校核并自檢確認(rèn)它的正確性，方可進(jìn)入檢測(cè)狀態(tài)。在該檢測(cè)系統(tǒng)中，超聲波探測(cè)器對(duì)被檢軸盤(pán)件進(jìn)行掃描來(lái)采集檢測(cè)信號(hào)。 圖2所示是軸盤(pán)件缺陷超聲波自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)示意圖。探測(cè)器安裝在刀架上，檢 測(cè)時(shí)主軸旋轉(zhuǎn)，被檢軸盤(pán)件用三抓卡盤(pán)夾具固定在機(jī)床工作臺(tái)上。該檢測(cè)系統(tǒng) 借助數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)和主軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)探測(cè)器對(duì)軸盤(pán)件的各種掃描 運(yùn)動(dòng)：軸盤(pán)件相對(duì)于探測(cè)器的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)、探測(cè)器相對(duì)于軸盤(pán)件的水平移動(dòng)等。 信號(hào)采集過(guò)程是：工業(yè)