基于金属磁记忆技术的车桥桥壳损伤检测

为探索金属磁记忆现象的物理本质,深入研究车桥桥壳损伤的磁记忆无损检测方法,首先对标准试件进行测试,然后对某系列新桥壳进行疲劳试验,得出桥壳危险区域不同位置、不同加载次数下磁记忆信号法向分量及其梯度值K的变化,并用X射线检测残余应力与磁记忆检测结果进行对比;再以疲劳试验为基础,针对退役驱动桥壳进行变形量测定及对其危险区域进行磁记忆检测,确定桥壳变形量与磁记忆信号间的关系。研究表明:施加载荷前桥壳表面的初始磁状态不同,施加载荷后磁记忆信号呈现规律性的变化;随着循环次数的增加,梯度K值峰值增大;利用磁记忆检测与X射线复合检测的方法能较好的判断出构件缺陷;桥壳的变形量和磁记忆信号梯度K值以及加载的循环次数之间有良好的对应关系,可以为驱动桥壳再制造检测提供依据。     

低压转子末级叶片开裂原因分析

通过对某300 MW机组末级断裂叶片的宏观断口、理化性能、热处理工艺、结构和受力状态等因素进行系统的分析和研究,发现叶片热处理和高频淬火控制不当引起了叶片过渡区和附近基体区的金相组织不良,过渡区残余应力值较大等问题。提出显微组织不佳、残余应力过大是导致叶片开裂的根本原因。     

基于幅值和斜率变化的配电线路故障录波数据同步方法研究

配电线路双端数据是否同步对于故障测距、故障特征分析等准确性具有很大影响。为了简单、准确地识别配电线路两端录波数据的故障前首个过零点,提出了一种基于故障信号幅值、斜率变化特征的故障前首个过零点的识别方法：以过零点为分段标志,计算各段信号的有效值及各点斜率平方和,利用有效值、斜率平方和这2个判据的识别结果自动调整判别系数,并结合斜率值比较来最终确定故障前首个过零点。仿真结果表明,所提识别方法可动态调整判别系数,对故障幅值、点斜率变化敏感度高,不受其他无效过零点的影响。     

铁磁性材料拉/压疲劳磁记忆信号研究

为探索金属磁记忆信号变化的物理本质,研究不同类型的疲劳载荷对磁信号的影响,首先利用金属磁记忆的基本原理对磁信号的产生过程进行分析和预测,然后对低碳钢Q345分别进行拉伸和压缩疲劳试验,比较不同循环周次下的磁信号法向分量曲线;分析不同检测点在拉伸、压缩疲劳循环中的磁记忆信号变化规律;并从磁畴和位错的角度解释了磁信号在整个疲劳阶段的变化情况。结果表明:在1个循环周次的作用下,检测线的磁信号发生了很大变化;随着加载循环周次的增加,磁信号法向分量Hp(y)整体上保持顺时针旋转,拉伸试件在接近断裂时的磁信号幅值急剧增大;对拉伸及压缩疲劳试件,均可通过磁信号法向分量平均值Hp(y)ave表征应力集中和疲劳损伤程度大小,并且损伤积累参数ΔHN可以用来判断试样所处的损伤阶段。     

基于金属磁记忆技术的微裂纹检测仿真分析

鉴于金属磁记忆检测技术对微裂纹的早期预判上有独到优势,基于金属磁记忆检测机理,考虑磁性材料磁导率的各向异性,运用COMSOL有限元分析软件对起重机导轨常用材料Q235B钢进行磁记忆检测有限元仿真,定量分析了被检测钢块在裂纹宽度、裂纹深度、拉伸载荷、提离高度及外加地磁场变化时材料磁记忆信号的变化规律。结果表明,随微裂纹尺寸的增大,磁记忆检测信号增强;随外加应力的增高,磁记忆检测信号先增大后减小;随提离高度的增加,磁记忆检测信号减小。     

金属磁记忆检测中测量方向和提离值的选取

为了定量研究测量方法对磁记忆检测结果的影响,制取了含圆孔缺陷的试样,通过实验定量研究了试样放置方位和传感器提离值对磁记忆检测信号的影响,并与理论计算结果进行了比较。研究结果表明,试件放置方位对缺陷漏磁场的分布规律没有影响,仅对磁场强度数值有影响,试件铅垂并且东西方向放置时,检测结果更为明显。传感器提离值只对磁场强度数值有影响,对其分布规律没有影响,提离值越小,磁场强度值越高。研究结果对于金属磁记忆检测现场测量与提离值的选取具有借鉴意义。     

异种钢焊接接头的金属磁记忆检测技术

在对异种钢焊接接头的金属磁记忆检测技术原理、仪器及参数介绍的基础上，通过测量受热面管异种钢接头的磁场分布，定性研究了磁记忆信号与异种钢接头应力、淬硬组织的对应关系。结果表明，金属磁记忆方法与硬度的测试结果对应良好。该方法不需经过复杂的励磁过程，操作简单，便于实时检测与缺陷早期预防。     

大型汽轮机低压次末级动叶片优化前后典型故障原因分析

某型汽轮机低压次末级动叶片优化前后均出现了次叶片断裂和裂纹故障问题,为了查明该型叶片故障原因以防止后续再次发生,对叶片故障情况、运行参数及历史记录等进行检查,对部分故障叶片材料和断口进行理化检验分析,并采用有限元法对优化前后叶片离心应力和轮系振动特性进行数值分析。结果表明：叶片断口为高周疲劳断裂;优化前叶片出汽侧内弧面顶部与围带连接过渡处产生裂纹并断裂的主要原因是工作状态下叶片产生较大的扭转恢复,使围带发生严重挤压,在出汽侧内弧面顶部与围带连接过渡处产生应力集中和疲劳损伤,叶根结构设计不合理是叶片叶根发生高周疲劳开裂的主要因素,而叶片叶轮系统6节径1阶振动落入“三重点”共振区是叶片故障的次要因素;优化后叶片叶根断裂的主要原因为叶根结构设计不合理,而叶片叶轮系统11节径2阶振动落入“三重点”共振区是叶片叶根故障产生的次要因素。     

新概念永磁电机--记忆电机的设计研究

研究了记忆电机的设计方法,分析了记忆电机的磁场分布特点.分析发现,当电机的其他尺寸一定时,永磁体的极弧系数对气隙磁密幅值的影响比径向长度的影响明显,永磁体靠近轴侧的一定范围内磁密为零,因此记忆电机的永磁体存在一个有效径向长度.     

用回归直线采样法测量交流电量

本文提出了测量正弦信号的幅值和周期的方法——回归直线测量法。对正弦信号进行采样,并将采样点回归成直线,其直线斜率与信号幅值成比例,由此测量幅值。回归直线过正弦信号的零点,由此可测出信号的周期。本文讨论了两种方案:1)在正弦信号过零点以后的上升或下降沿进行采样,利用对称性原理进行回归;2)将正弦函数绝对值化,考虑采样不从过零点开始,并得出递推公式。最后讨论含有衰减直流分量的一种数学模型,求稳态正弦分量幅值的方法。本方法在有谐波存在的情况下,选择合适的采样点数和采样周期,结果是令人满意的。本方法的时间窗较短。     

金属磁记忆检测中应力集中区信号的识别

金属磁记忆技术可以快速检测出铁磁构件的应力集中区,对其故障进行早期诊断。磁记忆信号非常微弱,容易受到外来噪声和干扰影响,使得难以准确确定应力集中区。针对含有噪声非平稳性的漏磁信号,在原有信号特征量梯度的基础上,给出了新的时域空间梯度和峰-峰值组合特征量,以及能量峰值处理方法,有效消除了随机噪声对磁记忆信号的影响,提高了应力集中区的识别率;从磁记忆信号的奇异性检测角度出发,通过多尺度小波系数的平方相关一致性来确定真正的应力集中区;实验验证了所提方法的有效性。     

俄罗斯机组汽轮机叶片断裂失效机理分析

通过化学成分、断口宏观、常温和高温拉伸性能试验、显微组织、显微硬度、断口SEM扫描电镜及EDS能谱等分析方法,对1台俄罗斯机组汽轮机第22级、第23级叶片断裂机理进行了试验研究。通过对试验数据的综合分析,认为该汽轮机第22级、第23级叶片断裂失效是在交变应力作用下的疲劳断裂;表面加工精度差引起应力集中,显微组织不佳导致叶片的抗疲劳性能下降,是造成叶片断裂失效的重要原因之一。     

基于磁记忆方法的管道应力检测设备的开发

为了解决管道应力检测中难以自动判断的问题,开发了一种基于磁记忆方法的管道应力检测设备。首先介绍了磁记忆方法实现管道应力检测的原理,搭建了以S3C2140芯片作为核心的检测系统,其中选用各项异性磁阻(AMR))传感器HMC 5883L作为弱磁场采集探头,开发了基于Linux嵌入式系统的显示终端,根据GB/T 35090制定应力集中判定方法,实现了对管道应力集中的定量评价。该设备的磁场检测精度与TSC系列检测仪无显著性差异。最后采用了残余应力XRD测量法对试样应力集中情况进行验证。实验表明,该设备能够反映材料内部应力集中情况,适用于输送管道的应力集中的检测。     

余压发电贯流式水轮机飞逸特性研究北大核心CSCD

随着贯流式水轮机发电技术的日益成熟,利用其回收循环水系统余压能的工业应用越来越多。本文将一维特征线(MOC)方法与三维计算流体力学(CFD)方法相结合,开发了一维管网和三维贯流式水轮机耦合模拟方法,模拟了真实系统中贯流式水轮机飞逸过程,探究了该过程中故障水轮机流动特性及转轮受力特性。主要结果表明:由稳态工况到飞逸状态所需的时间随着转动惯量减小而变短;转轮和尾水管域的监测点压力脉动振幅高值均发生在转轮叶频及其高次谐波;飞逸过程中,转轮所受轴向力大幅下降,而径向力表现出大幅增加且剧烈振荡特性;转轮叶片表面压力出现明显的交变规律,负压区位于进水侧叶缘处;尾水管内逐渐形成较大旋涡,并沿着流动方向逐渐向管道壁面发展。     

混凝土抗拉强度横劈试验法的拓展研究与应用

在已有成果的基础上研究分析了圆柱体横劈法测定混凝土抗拉强度的合理性和可靠性。模型分析表明,压刀圆心角在60°~135°范围内,圆柱体表面受到的荷载分布由近似线型向抛物线型过渡;圆心角越大,横劈面上应力分布越合理。试验研究显示,混凝土圆柱体高径比达到0.7可获得稳定可靠的横劈强度试验结果;压刀圆心角对横劈测强的敏感性影响较小,而压刀面宽度对横劈测强的敏感性影响大;5-90压具是横劈法测强的最优压具。经理论推导分析给出了横劈法测强的抗拉强度计算公式,为横劈法测定混凝土的抗拉强度奠定了基础。采用横劈法研究了实际工程中碳化混凝土、部分碳化区及未碳化混凝土强度的分布规律,显示了横劈法在混凝土抗拉强度测试方面的独特技术优势。     

Effects of Location，Size and Number of Wind Turbine Receptorson Blade Lightning Protection

Electric and magnetic fields generated by lightning cause a serious hazard to various systems.Now wind turbine installations with higher power capacity are increasing.Higher power capacity requires higher height and so there is more probability of lightning strike.Blades are the most probable components to be struck by lightning.The most common lightning protection system for the blades consists of several metallic receptors on the blade surface.Those are connected to the ground by metallic down-conductors placed inside the blade shell.This paper studies effects of the receptor configurations on protecting the blade against lightning strike.For this purpose,an analysis procedure based on finite element method(FEM)in COMSOL Multiphysics software environment is used.The voltage distribution around the blade is simulated for various configurations of receptors.The best configuration is presented.Simulations are performed on the blade model of a special wind turbine,which isVESTAS V47".     

厦门电厂4号汽轮机叶片断裂原因分析

厦门电厂4号汽轮机第10级叶片断裂,通过宏观特征观察、断口扫描电镜分析、叶片材料化学成分分析、微观金相检查以及硬度、冲击试验等方法,对叶片断裂原因进行分析,得出结论认为：由于叶片结构及机组抽汽和负荷的频繁变化,导致叶片异常振动,并在应力集中部位引发裂纹源,最终产生低应力高周疲劳断裂。     

±660 kV银东直流大截面导线耐张线夹断裂故障分析

耐张线夹是输电线路的关键连接部位之一,其压接质量和运行可靠性直接影响输电线路的稳定运行.通过外观尺寸检查、导线力学性能检测、X射线成像检测、解体分析、扫描电镜分析、能谱分析等方法,对±660 kV银东直流输电线路大截面导线耐张线夹断裂原因进行了原因分析,结果表明,耐张线夹铝绞线与钢锚之间无相对滑动,钢芯断裂的主要原因为...     

自带冠叶片碰撞减振研究

建立自带冠叶片碰撞减振的力学模型和数学模型,用理论方法和试验方法研究碰撞减振效果与叶片结构参数之间的关系.研究结果表明,自带冠叶片碰撞减振具有很好的减振效果,其动应力水平与叶片负荷的关系很小,适合于中短叶片.并提出自带冠叶片的设计方法和可靠性准则,考虑非线性的影响.