基于脉冲涡流的TBM盘形滚刀磨损检测方法 |
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引用本文: | 张魁,陈春雷,郑学军,张高峰,林赉贶,冯剑军.基于脉冲涡流的TBM盘形滚刀磨损检测方法[J].中国铁道科学,2023(3):122-129. |
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作者姓名: | 张魁 陈春雷 郑学军 张高峰 林赉贶 冯剑军 |
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作者单位: | 1. 湘潭大学机械工程与力学学院;2. 湘潭大学复杂轨迹加工工艺及装备教育部工程研究中心;3. 中南大学机电工程学院;4. 南昌工学院新能源车辆学院 |
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基金项目: | 国家自然科学基金资助项目(51704256,91860133,51905550);;湖南省自然科学基金面上项目(2023JJ30589);;湖南省教育厅科学研究优秀青年项目(22B0127);;江西省教育厅科学技术研究重点项目(GJJ202501); |
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摘 要: | 为保障TBM高效安全运行,提出一种脉冲涡流检测(PECT)的刀圈径向磨损量无损检测方法。先基于Maxwell时变电磁场理论建立有限元模型,采用控制变量法探究线圈高度、内半径和外半径3个激励线圈参数的优化策略;再搭建刀圈径向梯度化磨损量无损检测有限元模型,研究刀圈径向磨损量与前期电压信号积分值的映射关系,提取可连续反映刀圈磨损程度的特征量,并研究不同提离距离下刀圈径向磨损量与特征量的映射关系。结果表明:在给定激励线圈外半径取值的前提下合理调节内半径取值,可最大程度兼顾对激励线圈高分辨率、强耦合程度的要求;检测线圈与刀圈的最远距离为64 mm,在满足48.26 cm刀圈最大径向磨损量为35 mm的基础上保留了29 mm余量,比传统涡流检测的最远提离距离提高了83%;该方法提高了探头远距离检测能力,保障了探头安装空间,同时显著降低了探头被岩碴刮擦损伤的风险。
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关 键 词: | 全断面岩石隧道掘进机(TBM) 盘形滚刀 脉冲涡流检测 线圈参数优化 刀圈径向磨损量 |
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