塑性变形和疲劳对304不锈钢电磁属性的影响研究及微观结构分析（英文）

材料在地震和和长期的流体作用力/应力等外部环境力作用下,极易产生塑性变形和疲劳损伤等典型的微观损伤,这些微观损伤会严重影响材料的电磁属性并缩短结构的使用寿命。本文首先利用MTS试验机分别制作了塑性变形试件和疲劳试件;其次,研究了304奥氏体不锈钢的电磁属性与其塑性变形和疲劳损伤之间的关系;最后,根据微观结构分析讨论了其作用机理。研究发现,随着塑性变形的增加,材料的电导率下降,这归因于材料内部的微观缺陷的产生;随着塑性变形的增加,材料的磁极化强度上升,这归因于材料的非磁性奥氏体相到磁性马氏体相的相变。研究还发现,与塑性变形类似,疲劳损伤也会降低材料的电导率,提高材料的磁极化强度。     

已知深度范围缺陷的选频带脉冲涡流检测方法

为进一步提高对一定深度范围的局部减薄缺陷的检测能力,提出了选频带脉冲涡流检测方法。介绍了选频带脉冲涡流的工作原理,说明了选频带脉冲涡流激励信号的选取原则,比较了传统方波脉冲涡流与选频带脉冲涡流对一定深度范围的局部减薄缺陷的检测灵敏度,并考察了选频带脉冲涡流的提离交叉点特征。数值实验结果表明：对于一定深度范围的局部减薄缺陷,选频带脉冲涡流比传统方波脉冲涡流检测灵敏度更高,且选频带脉冲涡流提离交叉点的特征能反映出缺陷深度。     

基于小波分析的脉冲涡流/电磁超声复合无损检测方法

为了有效利用电磁超声中的脉冲涡流信号,实现电磁超声、脉冲涡流检测方法对缺陷检测的优缺互补,提出了一种基于小波分析的脉冲涡流/电磁超声复合无损检测方法,并结合数值仿真和实验验证了所提方法的有效性。     

核电站指套管磨损缺陷的扫频涡流检测及创新型特征提取

为避免核电站指套管在微振磨蚀作用下产生磨损缺陷导致反应堆冷却剂泄漏,需要精确定量指套管磨损缺陷深度。建立了指套管涡流检测的有限元模型,通过仿真分析了指套管磨损缺陷的深度、轴向长度、周向角度对涡流检测信号的影响,结果表明涡流检测信号的相位角特征与缺陷深度不是独立相关的,使用常规单频涡流检测方法会导致缺陷深度误差过大。基于此提出了指套管磨损缺陷的扫频涡流检测方法,并从中提取了创新型特征,即过零频率特征。仿真分析结果表明过零频率特征与缺陷深度高度独立相关。     

基于直流电位法的泡沫金属定量无损检测方法

提出一种基于直流电位法的泡沫金属定量无损检测方法。该方法采用主元分析前馈神经网络求解逆问题,对内部缺陷进行定量。正问题求解采用有限元方法。为解决三维直流电场分析中庞大的节点数及神经网络所需大量训练数据带来的计算资源问题,开发了一种基于知识库的快速直流电位分布计算方法。算例结果表明,神经网络可有效用于泡沫金属的定量无损检测;所提出的快速算法可大大缩短计算时间且具有较高计算精度。     

PBX代用材料损伤演化原位CT研究

为探究单轴压缩下高聚物黏结炸药(PBX)的损伤演化行为,利用计算机断层扫描(CT)技术对单轴压缩过程中的PBX代用材料进行了原位扫描,获得了不同载荷下试件的原位CT图像。通过分析CT图像的灰度得到了加载过程中试件灰度均值的变化规律,利用数字体积相关(DVC)方法获得了试件内部三维位移场与应变场,结合数字图像相关(DIC)方法与试件表面灰度分析,明确了加载过程中PBX代用材料试件应变变化规律及表面裂纹扩展过程。结果表明,CT图像灰度均值是揭示材料中小于CT分辨率微小损伤变化的重要指标;试件内部应变场及表面灰度变化可以表征加载过程中材料损伤的积累过程。     

碳钢塑性变形对增量磁导率信号的影响

针对核电站结构的塑性变形损伤,为研究低碳钢材料塑性变形对增量磁导率信号的影响机理,将B-H曲线的特征量导入数值计算中,间接分析塑性变形对增量磁导率信号曲线的影响规律,开发了基于退化磁矢位法的增量磁导率数值计算程序,并采用数值模拟方法研究了材料剩磁和矫顽力两个因素分别对增量磁导率信号曲线的影响。结果表明,材料剩磁和矫顽力会影响增量磁导率信号曲线的峰峰距、峰值和过零点等特征参数。研究结果对塑性变形的定量无损评价具有参考意义。     

一种新型环向偏心涡流探头及其在小径管缺陷检测中的应用

针对小径管缺陷的检测,传统检测方法基本为Bobbin探头,但这种方法具有不能检出缺陷的环向信息的缺点.基于涡流检测的研究,为达到检出小径管缺陷的多重信息的目的,提出并开发一种新型的环向偏心Bobbin探头.该探头兼具轴向扫描和偏心环向扫描的功能,能够对小径管缺陷的多重信息进行有效检测.具体研究内容基于涡流检测的方法,设计出适用于小径管的可偏心、可环向旋转的Bobbin探头,并建立模型进行模拟计算;通过整合获得的模拟数据,验证新型探头对于小径管缺陷的轴向、环向扫描相比于传统探头的优越性;制作探头并搭建试验系统,对所开发探头检测小径管缺陷的功能进行验证,进一步确立了该新型探头的优越性和高效性.     

钢丝绳断丝缺陷涡流检测方法

设计了一种在钢丝绳内主要感生轴向涡流的新型无损检测探头,为了确认其可行性,采用退化向量位(Ar)有限元法对钢丝绳涡流检测进行了数值模拟。基于仿真结果设计并制作了钢丝绳涡流检测探头,并通过检测带有断丝缺陷的钢丝绳模拟试件和实际钢丝绳验证了其有效性。仿真与实验结果表明,所开发的新型涡流检测探头对钢丝绳断丝缺陷检测非常有效。