涡流检测焊缝裂纹缺陷的有限元仿真

缺陷的定性/定量分析一直是涡流检测中的难点问题.为了研究裂纹缺陷的尺寸、埋深深度和截面形状对检测结果的影响,基于Maxwell 3D涡流场分析的方法,建立了双线圈传感器的涡流检测模型,重点对工件周围受缺陷扰动的感应磁场分布变化进行了有限元仿真研究.结果表明:通过分析感应磁场分量的变化可以实现裂纹缺陷定性/定量评估,为下一步船舶焊缝裂纹缺陷的在线检测提供了有价值的参考.     

脉冲涡流检测中裂纹的深度定量及分类识别

脉冲涡流检测方法是涡流检测技术的一个新兴分支.设计了一套脉冲涡流检测系统,通过实验分析,可根据脉冲涡流信号输出峰值的变化判断裂纹的位置;根据脉冲涡流差分信号输出的峰值及峰值时间判定裂纹缺陷的深度信息.针对脉冲涡流在裂纹分类中存在识别正确率低的问题,提出了利用峰值及峰值时间两个主要特征值及主成分分析法对表面、亚表面及腐蚀裂纹进行了分类;通过比较两种识别方法,发现主成分分析法具有更好的分类性能,这为判定缺陷和建立缺陷特征库提供了一种有效的方法.     

基于频谱分析的脉冲涡流缺陷检测研究

脉冲涡流检测技术是涡流检测技术的一个新兴分支.研究利用激励脉冲频率成分丰富的特点,创新性地提出了一种新的脉冲涡流差分信号特征值——频谱幅值.通过研究,得到频谱幅值与表面缺陷深度均成近似线性关系,与亚表面及厚度减薄缺陷深度成指数关系.从而提供了一种有效的基频分量频谱幅值对飞机内部隐藏缺陷识别的原理及方法,这对于飞机多层导电结构内部隐藏缺陷检测极为有效.     

小波分析在裂纹型缺陷超声无损定量检测中的应用研究

根据超声检测的基本原理,建立了缺陷深度定量识别模型,结合超声信号自身的特点,应用具有多分辨率分析能力的小波方法对超声信号进行处理,提出了超声信号小波分析基函数的选择以及分解最大尺度的确定方法。对超声信号进行小波压缩,发现处理后的信号比原始波形更能体现出缺陷波的时域特征,提出了缺陷小波特征峰的概念,根据该特征峰所对应的时域位置建立了缺陷深度的物理测算方法。     

飞机多层结构中裂纹的定量检测及分类识别

对飞机机身多层结构中的缺陷进行定量检测是无损检测领域的一个难点,脉冲涡流是目前有效的能对这种类型缺陷进行定量检测的技术。采用时频分析的方法实现了对飞机结构中出现的裂纹的定量检测。针对脉冲涡流在裂纹分类中存在的识别正确率较低的问题,提出一种新的称为频谱分离点的缺陷识别方法,提高了缺陷分类识别的正确率,理论分析与试验结果相一致,验证了所采用方法的正确性。     

钢板脉冲涡流检测方法

为了有效增加脉冲涡流信号的渗透深度以检测较厚钢板裂纹缺陷,提出了增大激励电流的方法.用低压大电流电源和功率MOSFET斩波的方式产生大电流脉冲;设计了由矩形激励线圈和2片霍尔传感器构成的脉冲涡流检测探头并制作放大滤波电路;采用数据采集卡采集信号,以LabVIEW为平台,采用峰值扫描方法,实现脉冲涡流信号的差分检测,达到有效识别较厚钢板亚表面裂纹缺陷.     

激励电流对脉冲涡流检测的影响研究

在采用脉冲涡流技术进行缺陷检测时,不同激励线圈中的电流会存在一定的差异。为研究不同线圈内激励电流对检测结果的影响,首先分析了不同线圈内激励电流的时频特征,然后研究了被测试件缺陷尺寸和材料属性不同时,不同激励电流作用下差分检测信号的频谱特征,分析了激励电流对检测信号频谱特征的影响规律。最后通过实验对分析结果进行了验证,结果表明:当被测试件缺陷尺寸不同时差分检测信号频谱特征受激励信号影响的规律也不同。     

基于脉冲远场涡流的管道内检测技术

针对传统远场涡流检测方法对铁磁性管道内外壁缺陷灵敏度相同,无法有效区分缺陷在管道内壁还是管道外表面的问题,提出了采用具有丰富频率成分的脉冲激励信号取代传统的远场涡流中正弦信号激励的方法.采用小波去噪方法滤除检测数据中的信号噪声;研究了将检测线圈分别置于近场区、过渡区和远场区时的信号时域特性与管壁伤的关系;进行了针对管道管壁内外相同宽度不同深度缺陷的检测试验,结果表明采用脉冲激励作为激励源并综合运用过渡区的检测信号的幅值和过零时间特征能够有效地区分管壁内外全周向的缺陷.     

基于磁场梯度测量的脉冲涡流检测关键技术研究

提出一种新型脉冲涡流检测技术,将广泛应用于医学核磁共振成像、超导量子干涉仪的磁场梯度测量技术引入到脉冲涡流检测技术中,以提高脉冲涡流检测金属构件表面缺陷灵敏度。通过仿真和试验,着重分析了脉冲涡流检测表面裂纹的扫描结果。研究发现,磁场梯度信号较磁场差分信号具有更高的检测灵敏度,验证了所提出技术的有效性。     

电涡流传感器仿真开发与缺陷无损检测实验研究

金属表面缺陷电磁场分布情况是影响电涡流探测器灵敏度的主要原因。采用有限元方法和ANSYS工具,建立了电涡流探测器仿真过程中的有限元建模、材料特性定义、网格划分、边界条件设置、模型加载及模型求解等算法,对电涡流的电磁场分布进行仿真分析,并辅助设计电涡流探测器的线圈形状结构以及工作频率对传感器灵敏度的影响,并进行了实验研究,该技术可行,可指导电涡流探伤传感器优化设计和近表面缺陷无损检测。     

基于有限元法的车架仿真分析与试验研究

针对某钢厂250 t钢包车车架结构的变形和局部破损问题,采用有限元方法对车体与钢水包开展静力学仿真.建立钢水包与钢包车的三维几何模型,将几何模型导入Hypemesh;建立三维有限元模型;将有限元模型导入ANSYS的结构分析模块进行计算.结果显示,原有钢包车长期使用后会出现局部破坏,并且和现场一致.基于计算结果,对车体结构进行优化,显著提高了车体的局部强度和整体承载能力.     

基于有限元法的车架仿真分析与试验研究

针对某钢厂250 t钢包车车架结构的变形和局部破损问题,采用有限元方法对车体与钢水包开展静力学仿真.建立钢水包与钢包车的三维几何模型,将几何模型导入Hypemesh;建立三维有限元模型;将有限元模型导入ANSYS的结构分析模块进行计算.结果显示,原有钢包车长期使用后会出现局部破坏,并且和现场一致.基于计算结果,对车体结构进行优化,显著提高了车体的局部强度和整体承载能力.     

某型号起重机仿真分析与试验研究

应用MSC.ADAMS 软件对履带起重机起臂、提升、回转、行走、变幅等工况时的动力学过程进行仿真;应用ANSYS软件建立臂架系统的有限元模型,将ADAMS 输出的载荷导入到有限元模型中,进行多载荷步的有限元动态模拟,求出臂架系统在各工况下的受力状态;应用电阻应变仪对臂架进行应力测试,并将测试结果与仿真结果进行对比。     

基于回归与Bootstrap方法的仿真模型确认

为了实现有限数据段动态实验数据的系统仿真模型的确认,本文给出了基于回归分析与Bootstrap方法的仿真模型确认方法,该方法首先根据真实系统实验输出数据建立系统回归模型,然后用Bootstrap方法对回归模型参数的分布特征进行分析并确定置信区间,最后考察仿真模型输出数据二次建模回归参数与置信区间的一致性,从而实现了有限数据段动态系统实验统计确认.文中通过实例说明了该方法的应用,从而证明了该方法的有效性.该方法可应用于一些武器系统性能仿真模型的确认.     

磨削液射流特性仿真分析与实验研究

磨削加工过程中的磨削液与空气形成的两相流对磨削液的利用效果影响较大。研究和分析磨削液与空气在磨削区相互作用机理,对于合理设计供液参数、提高磨削液利用率及降低磨削液对环境的影响具有重要的工程意义。在研究VOF方法基础上,对磨削区气液两相流进行仿真,获得磨削液在不同喷嘴位置和最小间隙的条件下向磨削区射流时体积分数分布特征。通过磨削实验,研究磨削供液参数对工件表面完整性的影响机制,并验证仿真实验结果。     

基于ADAMS的飞机应急门仿真分析技术研究

应急门是飞机结构中的一个重要部件,对于大型客机的结构、功能的完整性和安全生产具有重要的意义。利用ADAMS软件,建立起了某客机右(后)应急门的虚拟样机模型,对应急门打开过程进行运动学仿真。获得一系列仿真数据,为客机样机研制过程中的构件安装、调试、检验等操作过程,提供一定程度上的帮助和指导。     

仿蛇怪蜥蜴推进装置运动仿真分析及试验研究

通过模仿蛇怪蜥蜴水上奔跑时腿部运动姿态,设计了一种仿蛇怪蜥蜴推进装置。在前期理论分析基础上,着重讨论了仿生推进装置性能随叶轮转速的变化规律,应用计算流体力学模拟了推进装置的三自由度运动,分析了转速对仿生推进装置的推进速度、推进力和升力等参数的影响,进一步开展了原理试验。仿真和试验结果表明,增大叶轮转速可提高仿生推进装置的推进速度,但存在一定的临界范围,超出此范围,增加叶轮吃水深度可有效提高航速。     

基于PID+ESO控制器的气动机械手控制仿真分析及试验研究

针对现实中的气动机械手存在的停滞及控制精度不高等缺点,为了使气动机械手具有更好的运动轨迹跟踪特性,降低非线性,通过分析PID+ESO控制器原理,对采用PID控制和扩张状态观测器PID控制下的气动机械手进行了理论研究。通过对控制器的设计,在MATLAB/Simulink软件上分别对两种不同的控制方法进行仿真,得到各轴的目标跟踪曲线和跟踪误差曲线。将此控制器原理应用于气动试验台,得出基于扩张状态观测器PID控制下的误差较低。应用于直角坐标气动机械手响应速度快、控制精度高。     

基于DEFORM的铝合金切削力仿真与试验

基于DEFORM-3D分析铝合金6061的切削过程,并将仿真结果与试验结果相比较,结果表明:仿真结果与试验结果之间的误差较小,仿真结果较为准确地预测实际切削加工过程中的切削力大小;切削过程中背吃刀量、进给量、切削速度均会引起切削力的变化,但影响程度不同,背吃刀量最大,切削速度最小;最大应力分布在第一变形区及刀尖周围,且应力沿着刀尖及工件两侧逐渐减小;最大温度在距切削刃有一定距离的切屑上。     

基于AMESim的汽车悬架系统仿真技术的应用研究

分析了AMESim仿真平台的主要特点和功能,并利用AMESim对四分之一汽车悬架系统进行建模、仿真,获得车身垂直方向位移、速度、加速度、轮胎压缩量的时域特性,并对仿真结果进行了分析。在分析仿真结果的基础上,提出了AMESim的批处理方式优化系统参数的方法,并进一步首次提出"批处理+后处理+交叉变量"综合优化方法,此方法能使得对悬架系统和车辆操纵性、稳定性关系的优化分析更加高效、准确。仿真结果为汽车悬架系统优化设计及分析提供了有价值的参考。