单向碳纤维复合材料远场涡流检测伪峰识别方法研究

针对单向碳纤维复合材料平板缺陷远场涡流检测存在的伪峰干扰问题,在分析远场涡流检测信号伪峰产生机理及伪峰特征的基础上,提出了利用对称双检测线圈构成远场涡流检测探头进行伪峰识别的方法,建立了利用该探头对单向碳纤维复合材料平板缺陷进行远场涡流检测的仿真模型,借助有限元方法进行仿真计算,得到了五组不同间距缺陷的检测信号,并利用所提出的伪峰识别方法对仿真计算获得的检测信号峰值进行分析识别,结果表明所提出的伪峰识别方法在不同的缺陷分布情况下都可以准确识别出伪峰和实际缺陷对应的真实峰值,从而验证了所提出的伪峰识别方法的有效性及准确性,为单向碳纤维复合材料平板缺陷远场涡流检测的伪峰消除问题提供了解决思路,有效提高了单向碳纤维复合材料平板缺陷远场涡流检测的准确性。     

远场涡流检测传感器速度效应仿真分析

为了分析远场涡流检测中传感器运行速度对缺陷响应信号的影响,采用多场有限元方法对远场涡流(RFEC)管道检测技术进行仿真研究.首先使用COMSOL有限元软件建立远场涡流管道检测频域与瞬态仿真分析模型,而后利用该模型对远场涡流检测原理以及传感器运行速度与缺陷响应信号的关系进行研究.结果表明:在采用远场涡流传感器检测管道缺陷时,传感器运行速度和行进方向对检测结果的稳定性有较大影响.当传感器运行速度过大时,缺陷检测信号与激励信号的相位差会出现较大变化;当传感器运行速度在2 m/s以下,且沿着激励线圈指向检测线圈的方向运动,检测效果较理想.     

基于磁场测量的脉冲远场涡流非磁性平板仿真

为解决在脉冲远场涡流检测中检测线圈体积较大、控件分辨力低且在低频域灵敏度差的问题,通过有限元仿真,对不同位置不同深度的缺陷进行了基于磁场测量的脉冲远场涡流检测非磁性平板仿真。结果表明:在对激励线圈施加屏蔽后可以实现远场涡流效应,当缺陷位于激励线圈与二维节点中间时,检测效果最好,并且缺陷深度与磁通密度差分幅值密切相关,且具有良好的线性关系,可以实现对缺陷的定位及定量分析。     

基于远场涡流的平板探头设计与缺陷识别研究

远场涡流检测(RFECT)技术解决了涡流检测技术趋肤效应的固有缺陷,与其他电磁无损检测技术相比较,其在检测和表征深层隐藏缺陷方面展现出其巨大优势。针对远场涡流探头体积大、检测深度小的问题,本文设计了一种用于板材缺陷检测的新型远场涡流探头,探头最长边为7cm左右,可以检测15mm厚的铁磁性平板。通过有限元仿真对探头屏蔽结构的材料和组成进行了比较分析,得出了探头的最佳设计方案。通过缺陷检测实验验证了该探头的检测效果。对检测信号的缺陷识别和定量进行深入分析,结果显示,探头检测信号的相位与缺陷深度为二次函数关系,因此能够借助于检测信号的相位进行缺陷深度的定量分析。该探头在压力容器和管道埋藏缺陷的在役检测中具有十分广阔的应用前景。     

基于连通磁路的脉冲远场涡流传感器设计及缺陷定量评估与分类识别

为了克服传统脉冲远场涡流传感器由于结构的限制带来的激励磁场在空间出现发散、对大壁厚管道检测能力较弱以及难以对缺陷进行准确定位的问题,在分析了脉冲远场涡流检测原理的基础上,采用仿真与实验相结合的方法,仿真分析了基于连通磁路的脉冲远场涡流传感器的聚磁效果,研究了该传感器对管道轴向内外壁裂纹缺陷的定量评估能力,比较了检测线圈处于不同位置时的缺陷分类识别效果。仿真结果表明,该传感器通过引导磁场的定向传播实现了对磁场的聚集,同时,通过提取适当检测位置的信号负峰值可以实现对缺陷的分类识别。最后,采用实验的方法验证了基于连通磁路的脉冲远场涡流传感器对管道轴向裂纹缺陷深度的定量能力,实验结果表明该传感器可以很好的实现对缺陷的定量评估。     

管道涡流信号的有限元仿真研究

远场涡流检测技术是检测金属管道缺陷的重要方法。为了解管道涡流信号特征,提高管道缺陷检出率,建立了管道远场涡流检测的二维有限元仿真模型,并以图形形式详细分析了管道远、近场区涡流信号的幅值和相位沿管道轴向和径向的变化特征。结果表明,沿轴向,信号幅值在近场区呈指数衰减,在远场区衰减缓慢,信号相位在近场区和远场区均变化较小;沿径向,近场区信号幅值在管腔衰减迅速,在管壁材料中呈峰状突变,在管外变化不明显,远场区信号幅值在管壁材料中也呈峰状突变,但相对近场区,幅值较小,而在管腔和管外变化不明显;无论远场区还是近场区,信号相位在管壁材料中突变都很厉害,相反在管腔和管外,变化不明显,对实际检测工作有重要的指导意义。     

漏磁信号的有限元分析与仿真

在无损检测中,仅仅发现缺陷的存在是不够的,如果能从检测到的缺陷信号中,提取被检件上缺陷的参数,从而了解被检件受损程度,这对被检件合理使用具有重要意义。该文叙述了漏磁检测的原理,介绍了有限元分析方法在管道缺陷漏磁检测中的应用,利用ANSYS软件对不同大小形状的管道缺陷产生的漏磁信号进行仿真分析,并给出了二维仿真结果,由此推导出漏磁信号的参数与缺陷形状大小的对应关系,进而由所检测到的信号反推出被检件损伤情况,为缺陷鉴别及管道寿命评价提供依据。     

基于隧道磁电阻传感器的脉冲涡流无损检测

目前航空工业多采用铝合金部件,由于航空工业的量轻化等需求导致对铝合金件强度保持有较高的要求,因此对结构材料缺陷的检测尤为重要。为此文章设计了一种基于隧道磁电阻(Tunnel magnetoresistance, TMR)传感器的脉冲涡流无损检测系统方案,对铝合金缺陷参数与被测信号波形的关系进行了研究。首先使用有限元仿真软件COMSOL建模并获取仿真实验数据,证明了脉冲涡流无损检测应用于铝合金材料的可行性;其次,应用仿真结果指导探头设计,进而设计出检测系统,采取实物实验结果与仿真建模分析结果进行对比的方法,实验验证了检测系统的准确性、可靠性和在工程应用中的可行性;最后分析和讨论了缺陷宽度和缺陷深度的无损检测结果。为TMR传感器工程应用确立了实验基础。     

单向碳纤维复合材料分层缺陷垂直涡流检测有限元仿真研究

针对单向碳纤维复合材料分层缺陷难以检测的问题,设计了一个共面三矩形线圈探头,建立了利用该探头进行单向碳纤维复合材料分层缺陷垂直涡流检测的有限元模型,并利用该模型仿真计算了存在不同厚度分层缺陷时垂直涡流检测探头输出的感应电压信号变化情况。仿真结果表明,所设计的探头可灵敏地检测出单向碳纤维复合材料分层缺陷,并且在探头扫描检测分层缺陷的过程中,探头输出的感应电压虚部会出现成对的峰值和次峰值,峰值与分层厚度成正比,次峰值对的出现位置对应于分层缺陷边缘的位置,通过对峰值大小和次峰值对的出现位置进行分析,可以实现单向碳纤维复合材料分层缺陷厚度和范围的定量化评估,为实际工程应用提供了有价值的参考。     

飞机铆接结构缺陷的远场涡流检测技术研究

飞机机身铆接结构中缺陷的检测评估是目前航空和无损检测领域中的研究难点.远场涡流检测技术因其不受集肤效应的限制从而可以实现对大厚度构件的检测.设计了一种激励线圈带多层屏蔽结构的传感器模型,在非磁性金属平板构件上实现了远场涡流现象.采用旋转式扫描的检测方法对铆接结构中缺陷进行检测,结果表明,检测线圈在经过缺陷正上方时其相位出现极小值,并且该极小值与缺陷深度之间存在线性关系,从而验证了将远场涡流检测技术应用于铆接结构中缺陷检测的可行性.     

轨道车辆车窗胶接缺陷的超声检测技术研究

随着轨道车辆大规模投入使用,列车特别是车窗结构的安全性成为日益关注的问题,车窗胶粘质量检测对于轨道车辆正常运行有着重要意义。采用了有限元仿真与超声检测相结合的手段,通过建立车窗胶接结构仿真模型,详细分析了超声波在胶接结构中的传播过程以及与不同脱粘长度缺陷之间的变化规律,建立了缺陷回波幅值与脱粘长度的关系模型;通过搭建超声检测实验系统,针对21mm处不同尺寸模拟缺陷进行检测,对检测数据进行分析后绘制出缺陷回波幅值与脱粘长度关系模型,结果表明：实际检测和仿真模拟缺陷回波幅值与脱粘长度关系模型结果一致,验证了该仿真模型以及缺陷幅值与脱粘长度关系模型的正确性和可靠性,为车窗胶接结构脱粘检测定量分析提供了参考模型和理论依据。     

压电驱动微型振动平台的仿真分析

针对航天领域一些微型零件的测试要求,设计了一种以压电元件为驱动源,结合柔性铰链机构的微型振动平台,建立了微型振动平台的有限元模型,模拟几种常见的控制波形,对平台在多点激励下的动态特性进行了仿真分析。结果表明,可以通过计算机设计复杂控制波形,使平台变换姿态或按一定规律振动。该文的仿真分析为平台的进一步研制提供了重要的参考依据。     

基于蚁群神经网络的油气套管裂缝缺陷检测

提出一种基于蚁群神经网络的漏磁信号定量分析方法.首先,通过有限元仿真,分析和确定了漏磁信号中能够反映裂缝缺陷参数的各个特征量;其次,通过对蚁群算法原理的研究,建立了以漏磁信号为对象的神经网络模型;最后,模拟实际检测中不同缺陷信号的特征量作为网络输入,并对网络性能进行测试.实验结果验证了蚁群神经网络的可行性,并且能明显改...     

固体中缺陷对声波频谱特性影响的有限元仿真

超声检测是无损检测的重要组成部分,其主要检测固体中的缺陷,深入研究超声在固体中的传播机理非常必要,数值仿真在显示了独特的优势.有限元理论已经比较成熟,从其基本原理出发,建立固体中具有吸收边界的二维有限元模型,对含三种典型缺陷:裂纹、方形横穿孔、圆柱形横穿孔的模型进行了仿真研究,由波场快照图清晰的显示了缺陷对超声传播的影响,通过对截取的A-扫描曲线上缺陷和底面回波进行频谱分析,得到不同频域特征量和缺陷敏感频率可以识别各种缺陷.仿真结果对实际应用有参考意义.     

支持向量机在超声无损检测中的应用

无损检测设备可以在不破坏对象结构的情况下,检测其内部缺陷,在文物、建筑、大型土木工程中应用广泛,对结构监测和修复起着重要作用。其中,超声无损检测由于其穿透力强、指向性好,在无损检测中占据重要地位。但对于超声无损检测设备,检测不同的材料和缺陷类型时判断规则并不通用,从而导致检测对象有限,或者检测精度太低。对此提出一种基于支持向量机原理的超声无损检测处理方法,该方法具有机器学习能力,通过有限的学习过程,理论上可以完成对任何类型材料及任何类型内部缺陷的的准确识别。针对该方法,搭建了超声无损检测试验台,通过实验验证了该信号处理方法的有效性。     

仿真研究在低频涡流探伤中的应用

简要介绍了涡流检测的基本原理及其应用,提出了仿真分析辅以实验验证的研究思路。建立了针对低频涡流探伤的有限元仿真模型,列出了磁场、仿真方面的理论分析,给出了仿真分析步骤。最后以图表的形式给出了仿真结果及其拟合曲线,并对仿真结果的趋势进行了探讨。经与部分实验结果对比,得到的仿真结果与实验结果基本吻合。这充分显示了这种研究思路在涡流检测中的可行性及在实际工程应用中的重大意义;同时,得到的仿真结果又为实际检测系统中缺陷的定量研究提供了参考。     

基于磁阻测量的硬质合金锯片焊缝缺陷检测

针对硬质合金锯片刀头焊缝体积小、耦合误差干扰较大的问题,提出一种硬质合金锯片磁阻测量的无损检测方法.以锯片基体、刀头和励磁组件所构成的磁阻检测回路构建有限元仿真模型,通过焊缝的性状对磁阻的影响进行缺陷识别;并采用改进的支持向量机,有效削弱磁阻测量回路耦合误差的干扰.测试分析表明,所提出方法可有效降低测量中耦合干扰误差,为小尺寸焊缝质量检测提供解决方法,实验测试正确率达97.25%.     

大行程纳米级步进压电微动台的特性研究

运用有限元分析方法,建立纳米级步进压电微动台的实体模型并进行了仿真计算,考察了结构参数对步进型压电微动台性能的影响,得到了压电微动台的固有频率和振型。采用正交实验法设计结构参数,分析了不同因素对压电微动台的固有频率和振动幅值的影响,得到了影响二者之比的4个因素的最优设计参数。根据逐步回归分析的方法建立了结构设计参数的数学模型,从而定量地分析各自变量与一阶固有频率之间的关系。     

基于数值仿真对传感器安装位置的分析评估

采用数值仿真的手段,针对弹体高速侵彻混凝土靶板过程中不同安装位置的传感 器建立相应模型,并导入HyperMesh 进行前处理,进一步建立其有限元模型,递交LS-DYNA 求解计算得到传感器位置的时域信号,并通过频谱分析对比过载信号,对不同位置进行评估。 说明弹体测试装置中传感器安装位置的变化对获取的过载信号产生的影响,并证明传感器处于 测试装置后部时,信号更符合期望。