斜拉桥缆索缺陷检测系统的研制

由于斜拉索在斜拉桥中的重要地位 ,有必要研究斜拉索的检测问题。本文提出采用漏磁场原理检测斜拉索的断丝和磁桥路原理检测缆索的锈蚀 ,并研制了斜拉桥缆索检测系统。实验表明 :用磁性方法检测缆索缺陷是可行的     

一种基于磁真空泄漏原理的漏磁无损检测新方法

在磁折射的进一步推导与分析基础上形成一套缺陷磁真空泄漏原理.提出一种基于磁真空泄漏原理的漏磁检测新方法:清除较强的背景磁场,让被检测导磁构件体内磁通在缺陷处无反向背景磁压最彻底地泄漏到所创造的磁真空区域,形成最大化漏磁场并被置于该区域的磁敏元件所感应.采用有限元仿真与试验对该原理及其方法进行可行性论证.阐述该原理与方法的特性所在.磁真空泄漏原理及其方法使得缺陷漏磁场在空间范围和强度上均有所增大,可提高磁敏元件的探测提离距离,从而可实现真正的远距离非接触式漏磁探伤.另外,可消除或减少传统磁空气泄漏漏磁检测方法中由强的背景磁场所引起且一直存在的缺陷信息失真、磁噪声以及某些磁敏元件如霍尔的饱和不工作现象.磁真空泄漏原理与方法的提出与分析在促进漏磁检测方法的进一步应用的同时,也进一步地丰富和完善漏磁检测理论体系.     

钢丝绳弱磁探伤数值模拟及实验研究

在对绞线钢丝绳3D建模的基础上,采用有限元技术,分析了弱磁励磁状态下,钢丝绳复杂表面的磁场分布;对钢丝绳周围空气中的漏磁场矢量进行了仿真,研究了缺陷对钢丝绳表面及空间漏磁场分布的影响。仿真分析结果表明:在无缺陷状态下,钢丝绳周边空气中的漏磁场分布与其绳股形状相对应,其圆周方向的漏磁场呈周期性变化,周期为绳股节距;当缺陷存在时,漏磁场分布的周期性被破坏,且幅值大幅增加。依据理论分析结果,搭建了基于弱磁励磁的钢丝绳无损探伤实验平台,得到了不同断丝缺陷的漏磁场实测波形,实验结果验证了仿真分析结果的正确性。     

钢丝绳断丝漏磁场的聚磁检测原理

论述漏磁场的聚磁检测原理,提出钢丝绳断丝漏磁场的聚磁检测方法,讨论聚磁器结构尺寸与钢丝绳绳股间漏磁场的消除以及断丝产生的漏磁场有效测量间的关系,实现了多种规格钢丝绳断丝漏磁场的高信噪比检测。     

基于隧道磁阻阵列的钢索断丝检测传感器研制

为将新型高灵敏度磁敏元件——隧道磁阻(TMR)器件应用于钢索断丝漏磁检测,采用带磁屏蔽层的类赫姆霍兹线圈作为励磁结构,设计了基于柔性印刷电路的隧道磁阻圆环阵列,可实现对直径为14 mm钢索表面断丝处漏磁场的检测。利用加工有全环向沉槽的钢杆试件,测试7个TMR阵元的一致性,结果表明,宽、深均为0.5 mm的沉槽缺陷检测信号幅值均值约33 mV,信噪比可达14.5 d B,而7个阵元输出电压的极限误差为±1.85 mV。将研制的隧道磁阻阵列传感器应用于钢索表面6处位置不同的断丝缺陷检测,依据检测信号或扫查成像结果,可以清晰分辨出单根0.5 mm断丝缺陷,并确定各断丝在轴向和周向的位置。     

基于磁荷棱分布的断丝漏磁场模型研究

根据断丝漏磁场的特征，对钢丝漏磁场的产生进行了分析；提出基于棱分布的断丝漏磁场解释模型；对钢丝直径和提离值对漏磁场的影响进行了分析；与简化的点磁荷模型进行了比较研究，获得了钢丝漏磁场的点磁荷模型简化条件。     

斜拉索表层断丝缺陷漏磁检测圆环阵列传感器

针对直径95 mm的斜拉索,建立了三维磁偶极子模型,计算分析了断丝缺陷圆截面的均布磁荷在三维空间形成的漏磁场,重点讨论了单根断丝形成的轴向漏磁场分量在空间的分布规律。构建了轴向漏磁场分量扫查系统,实验验证了模型对单根断丝漏磁场计算结果的准确性。采用-6 d B阈值法确定了轴向漏磁场分量在圆周方向的有效扩散角度约为±6°,以此确定了圆环阵列漏磁传感器的最低阵元数量为30。研制了适用于斜拉索表层断丝缺陷检测的圆环阵列传感器,在提离距离为8 mm的条件下实现了斜拉索表层多处断丝缺陷的扫查成像与定位,并对比分析了阵元数量对成像质量的影响。为研制大直径斜拉索表层缺陷漏磁检测圆环阵列传感器提供了方法借鉴。     

钢轨漏磁检测仿真分析及试验研究

为保障高速铁路的行车安全,针对现有高速铁路钢轨轨面伤损检测的需求,设计了一种携带有漏磁检测装置的钢轨探伤小车,并分析了钢轨探伤小车的结构组成和漏磁检测装置的检测原理。同时,在有限元分析软件 ＡＮＳＹＳ中建立了钢轨轨面漏磁检测的三维有限元模型,针对钢轨轨面主要的裂纹类和圆柱形缺陷,在软件中进行了钢轨缺陷的漏磁场特征仿真分析。通过计算分析,得出钢轨缺陷漏磁检测信号与传感器提离值、裂纹类缺陷长度、裂纹类缺陷深度、圆柱形缺陷直径、圆柱形缺陷深度的对应变化关系。最后,通过制备人工裂纹类和圆柱形钢轨缺陷,搭建起钢轨漏磁检测的试验平台,通过漏磁检测试验,验证了软件仿真结果的正确性。     

交变磁场下焊接缺陷磁光成像特征分析

研究焊接缺陷磁光成像检测方法,基于法拉第旋转效应,分析交变磁场下焊接缺陷磁光成像特征与漏磁场之间的关系.建立焊接缺陷的三维有限元模型,对不同类型和宽度的焊接缺陷漏磁场分布进行模拟,并在交变磁场激励下对不同焊接缺陷进行磁光成像无损检测试验,通过试验验证了焊接缺陷检测模型的有效性.研究结果表明,漏磁场分布与缺陷的类型和宽度...     

聚磁结构在换热管漏磁检测三维有限元数值模拟中的应用

基于漏磁检测原理,针对铁磁性换热管的特点,利用有限元数值模拟方法,建立换热管漏磁检测三维有限元模型;针对提高漏磁场径向分量检测灵敏度,设计了2种聚磁结构(环形聚磁结构和锥形导向聚磁结构)。在此结构条件下,分析了漏磁场磁感应强度径向分量随缺陷深度的变化规律,得到漏磁场相关对比分析曲线。仿真结果表明,采用聚磁结构后,缺陷处测点的磁感应强度增强,其中锥形导向聚磁结构的聚磁效果更好。