基于扩展有限元的Q345R材料平板裂纹扩展模拟研究

Q345R钢具有良好的综合力学性能和工艺性能,是制造压力容器最常用的材料之一。裂纹是造成压力容器失效和破坏的首要原因,在压力容器的检测和维护过程中,对裂纹的产生和发展进行模拟和分析具有重要的意义。本研究针对Q345R钢使用过程中常出现的中心裂纹和单边裂纹两种典型的裂纹形式,运用扩展有限元方法,分别模拟在拉伸状态下的中心裂纹、在低周疲劳作用下的单边裂纹扩展过程;并分析裂纹扩展过程中不断变化的裂纹尖端处的应力、应变,研究裂纹在Q345R材料中的扩展规律。结果表明:在裂纹扩展变化的过程中,应力集中现象首先会在裂纹尖端处出现,裂纹面处的应力最小,裂纹面两端应力对称分布,整个应力分布趋势符合断裂力学理论,证明通过运用扩展有限元方法来对Q345R材料中的裂纹扩展过程模拟分析的可靠性。     

平板铁磁材料磁记忆检测特征分析

针对平板铁磁材料磁记忆检测问题,阐述了该技术对于直立圆柱体和水平圆柱体2种缺陷类型与磁场强度的对应关系,归纳了磁记忆检测的基本特征。使用俄罗斯TSC-1M-4型磁记忆检测仪,对含有水平圆柱体和直立圆柱体2种缺陷的平板铁磁材料进行了实验验证。结果表明,从重磁转化角度得出的磁场特征理论曲线能够正确反应出缺陷处磁场分布,与检测仪器测得结果也是吻合的。     

小尺度浅层瞬变电磁检测复合材料的实验研究

针对碳纤维复合材料复杂的结构特点,借鉴地质勘探中的瞬变电磁法,提出小尺度浅层瞬变电磁法对复合材料进行检测。采用浅层瞬变电磁勘探系统,通过改进检测线圈结构并合理选择阻尼电阻,可以实现碳纤维复合材料的瞬变电磁检测。实验结果表明,剖面曲线主要异常的个数与实际缺陷的个数相同,而且异常宽度与缺陷大小的变化规律也是一一对应的。     

并行埋地金属管道的三维ANSYS仿真

探讨瞬变电磁法探测并行埋地金属管道时,采用三维有限元数值模拟方法研究在信号关断前后不同时刻的并行管道磁场变化情况。利用ANSYS软件的特点,通过APDL命令建立相应的模型并求解。结果表明,管道上的磁场在信号关断的前一刻达到最大值,随着信号关断后开始逐渐衰减,在很短的时间内衰减至最小,不同壁厚组的埋地管道衰减速度不一样,壁厚大的组衰减更慢,通过这一差异从而求出管道腐蚀的区域。     

瞬变电磁法检测埋地金属管道腐蚀模型的ANSYS仿真

为探讨埋地金属管道腐蚀后瞬变电磁场响应,采用二维有限元数值模拟方法研究了不同壁厚埋地金属管道对瞬变电磁场的影响规律;利用ANSYS有限元仿真软件对模型进行了分析计算,考察瞬变电磁场对不同壁厚埋地金属管道的分辨能力。结果表明：埋地金属管道管壁越厚,磁场越强,且随时间增加管壁上磁场强度逐渐减弱;管道壁厚不同时,磁场强度曲线尾支明显分离;瞬变电磁法能有效检测埋地金属管道腐蚀程度并对其进行失效评价。     

小尺度浅层瞬变电磁检测复合材料的实验研究

针对碳纤维复合材料复杂的结构特点,借鉴地质勘探中的瞬变电磁法,提出小尺度浅层瞬变电磁法对复合材料进行检测.采用浅部瞬变电磁勘探系统,通过改进检测线圈结构并合理选择阻尼电阻,可以实现碳纤维复合材料的瞬变电磁检测.实验结果表明,剖面曲线主要异常的个数与实际缺陷的个数相同,而且异常宽度与缺陷大小的变化规律也是一一对应的.     

巷道对全空间瞬变电磁场影响的边界元数值模拟

巷道空间对全空间瞬变电磁场的影响特征是矿井瞬变电磁法中尚未妥善解决的理论问题.从电磁场满足的麦克斯韦方程组和边界条件出发,推导洛伦兹规范和库伦规范下位函数满足的控制方程和边界条件,作为含三维巷道全空间水平层状介质模型的边值问题.用边界元法模拟了含巷道的典型3层地电模型的瞬变电磁响应特征,分析了有无巷道时视电阻率的变化规律及模型参数的变化对巷道响应特征的影响规律,提出了改变巷道所在层参数时巷道影响变化最大,即巷道围岩介质导电性是决定巷道影响大小的最直接因素的观点.结果表明:巷道空间的存在使得视电阻率值发生显著变化,与无巷道时相比其值变大,巷道影响大小介于1.0~2.5之间;当发射源放置在巷道底板上时,底板岩层的电阻率越小,巷道影响变化越大,顶板岩层电阻率所引起的巷道影响变化最小.研究结果为进一步建立巷道影响校正算法提供了理论依据.     

基于惯性/地磁组合技术的全自动陀螺经纬仪的研制

陀螺经纬仪寻北自动化的研究是目前国内的热点问题。以JT-15陀螺仪为样机,探索了实现陀螺经纬仪智能化及全自动化的关键技术。设计了陀螺经纬仪数字化测量子系统、电子罗盘自动初寻北子系统、陀螺灵敏部自动升降子系统和基于DSP及CPLD的控制子系统。各子系统通过总体软件系统控制,协调工作,实现了陀螺经纬仪寻北的全自动运行。在实验室环境下进行的寻北实验表明,仪器寻北测量时间为11 min时,寻北精度优于8″;测量时间为4 min时,寻北精度优于20″。该全自动寻北系统大大降低了机械陀螺寻北的操作难度,有效的提高了寻北效率,为我国机械陀螺寻北技术的提升做出了自己的贡献。     

石油钻杆长度超声测量系统

该文首次将超声波能量聚集应用到超声波测距中,并设计了多级超声波能量聚集罩,再配合温度补偿、系统误差拟合补偿等精度控制措施,使超声测距系统的测量误差不超过0．05％,满足了石油钻杆长度测量的精度要求;同时,该系统还具有存储、查询、求和及数据管理等相应功能。     

铁磁性材料磁法检测缺陷的2(1/2)维成像

为了更直观地确定铁磁性材料内缺陷的位置以及形貌特征,本文在二维成像技术和解析延拓的基础上提出了应用于磁法检测的2(1/2)维成像。对预置有水平圆柱体状缺陷的Q235板材进行检测,实验结果表明:2(1/2)维成像可以体现缺陷的位置和形貌特征,实现了磁法检测结果的可视化,为检测人员进行缺陷的判定提供可靠依据。