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背景

汽車逆變器的主要功能是將直流電轉換為交流電。通過輸出不同頻率的交流電,，逆變器能夠對電機的輸出進行精確控制,，從而影響汽車的動力性能和電力管理效率,。優(yōu)化逆變器的功率控制不僅有助于提升車輛的動態(tài)表現(xiàn),，還能提高燃油經(jīng)濟性,。因此,，開發(fā)在大電流條件下具有低損耗特性的逆變器產(chǎn)品,，對于提升整車性能至關重要,。

前言

逆變器在運行過程中會因通過的大電流而產(chǎn)生大量熱量。為了有效散熱,，逆變器外殼通常采用具有良好導熱性能的金屬材料鑄造而成,。然而，鑄造工藝的一個主要缺點是在生產(chǎn)過程中容易產(chǎn)生孔隙,，這些孔隙可能會導致結構強度下降以及密封失效,。使用X射線CT系統(tǒng)可以對這些孔隙進行可視化和統(tǒng)計分析，從而實現(xiàn)有效的質(zhì)量控制,。

本文將介紹如何利用島津微焦點X射線CT系統(tǒng)（見圖1）對逆變器外殼進行觀察與分析,。

圖1 島津微焦點X射線CT系統(tǒng)

1、透視和CT圖像

圖2 逆變器部件的透視圖像

圖2為逆變器部件的透視圖像（上圖是整體圖像，下圖是局部放大圖像）,，圖中可見外殼以及電容,、晶體管等電子元件。雖然透視圖像可以快速觀察部件的類型和形狀,，但是各個元件的影像疊加,，難以觀察其細節(jié)情況（參照放大圖像）。

圖3 晶體管的CT圖像

圖4 散熱片和外殼的CT圖像

圖3和圖4為與圖2中相同區(qū)域的CT斷面圖像,，圖中可見晶體管,、散熱片和外殼的CT影像。與圖2不同,，圖3、圖4的部件圖像位置分明,，而且外殼中的孔隙也清晰可見,。

2、孔隙分析,、壁厚分析,、網(wǎng)格數(shù)據(jù)轉換

圖5 逆變器外殼孔隙分析的斷面圖像

圖6 逆變器外殼孔隙分析的3D表示

圖7 逆變器外殼孔隙分析的直方圖

使用圖像分析處理軟件可以對孔隙、壁厚得出量化分析結果,，還可以進行面數(shù)據(jù)轉換,。

圖5為使用圖像分析處理軟件VGSTUDIO MAX +孔隙/夾雜物分析模塊分析的孔隙斷面圖像?？紫陡鶕?jù)體積著色,，冷色表示較小體積，暖色表示較大體積,。分析結果也可以用圖6或者圖7所示方式顯示,。圖6直觀地顯示孔隙的大小、位置,，圖7為直方圖,，橫軸表示孔隙體積，縱軸表示孔隙數(shù)量,，顯示指定范圍內(nèi)各個尺寸孔隙的數(shù)量,。

圖8 逆變器外殼壁厚分析

圖9 散熱片壁厚分析

圖10 逆變器外殼的網(wǎng)格數(shù)據(jù)

X射線CT系統(tǒng)還可用于檢查產(chǎn)品的形狀。

圖8是使用VGSTUDIO MAX +壁厚分析模塊分析的逆變器外殼壁厚的著色圖像,。薄的區(qū)域用冷色表示,，厚的區(qū)域用暖色表示。通過這種分析,，可以一次檢查指定范圍內(nèi)的厚度情況,。

圖9是以相同方式僅對散熱片厚度進行分析的圖像。由于著色區(qū)域較小，所以軟件更容易捕捉厚度的微小差異,。

此外,，通過使用VGSTUDIO MAX轉換CT數(shù)據(jù)，可以創(chuàng)建如圖10所示的網(wǎng)格數(shù)據(jù),。網(wǎng)格數(shù)據(jù)由三角形或矩形集合組成,，用于3D打印和各種模擬分析。

結論

微焦點X射線CT系統(tǒng)能夠無損地可視化金屬零部件的3D結構,，并量化分析孔隙和壁厚情況,，輸出面數(shù)據(jù)。這些應用都可在質(zhì)量控制和研發(fā)工作中發(fā)揮作用,。

本文內(nèi)容非商業(yè)廣告,，僅供專業(yè)人士參考。