[发明专利]一种金属材料滚动接触疲劳试验裂纹检测方法

权利要求书

1.一种金属材料滚动接触疲劳试验裂纹检测方法，其特征在于：包括如下步骤：

1)对标定试样进行滚动接触疲劳试验，同时进行阻抗检测，采集电磁感应阻抗信号；

2)根据标定试样的阻抗检测结果设定报警阈值的电磁感应参数；

3)将标定试样更换为待测试样进行滚动接触疲劳试验，同时进行阻抗检测；

4)直到检测到待测试样的阻抗信号发生突变，并达到设定的报警阈值时发出报警，即完成待测试样的测试；

其中，步骤1)中，标定试样为带有预制裂纹的试样或者接触疲劳失效的试样；

所述预制裂纹采用钻头打孔或在试样接触区域上打出压痕，所述预制裂纹的直径为0.5mm～0.7mm；

标定试样进行滚动接触疲劳试验时设定的转速为800rpm～2000rpm；

电磁感应探头(2)的自感式线圈与标定试样表面的距离0.3mm～1.0mm；所述电磁感应探头(2)的头部内圈设置有圆弧凹面，与试样同轴心布置；

采用电磁感应分析仪(1)的电磁感应探头(2)固定在试样的接触区域附近进行阻抗检测；

步骤2)中，设定报警阈值的电磁感应参数具体方法为：在电磁感应分析仪(1)的显示屏上观察标定试样的裂纹的特征阻抗波形，并调整电磁感应分析仪(1)的报警区域大小，使特征阻抗波形达到报警区域，电磁感应分析仪(1)的报警器开始报警，保存电磁感应参数作为报警阈值的设定参数；

步骤3)中，待测试样进行滚动接触疲劳试验时待测试样与陪试样的接触应力大小设置为2800MPa～3400MPa，转速为800rpm～2000rpm；待测试样进行滚动接触疲劳试验时进行保护接入，通过连接电磁感应分析仪的报警器与接触疲劳试验机急停开关的继电器来实现，当电磁感应分析仪发出报警信号时，继电器吸合，触发接触疲劳试验机的停机动作；

电磁感应分析仪可采用双通道信号的电磁感应分析仪，同步监测接触疲劳试样和陪试样；或者可采用多通道信号的电磁感应分析仪，同时监测多个接触疲劳试样和陪试样；

电磁感应探头由外壳和内部缠有自感式线圈骨架构成，所述自感式线圈缠绕在磁芯上，线圈缠绕直径等于试样接触区域宽度，安装时线圈轴线正对试样接触区域中心，线圈端面距离试样表面距离约0.3mm～1.0mm；

仪器开启后，电磁感应探头内的自感式线圈载有交变电流，由于线圈磁场的作用，在金属材质的试样表层感生出感应电流，若试样表面或次表面出现接触疲劳开裂表面缺陷，将对感应电流的大小产生影响，其反作用磁场引起探头检测线圈阻抗的变化，此变化信号经滤波处理去除干扰信号后，通过A/D转换输入检测仪的计算机，可在显示屏上显示反馈信号的幅度和相位值，即接触疲劳裂纹的特征波形；

标定试样和待测试样为圆柱形或圆柱凸肚型金属材料试样，试样与陪试样之间接触形式为线接触或点接触；

标定试样和待测试样的材料为合金结构钢或轴承钢；

电磁感应设置参数为设置电磁感应探头内线圈的激励频率，对于轴承钢激励频域为130kHz～170kHz，合金结构钢激励频域为80kHz～150kHz。