U型ACFM探头精确建模和实验测试

针对当前交流电磁场检测(ACFM)仿真模型的不足,结合ACFM检测原理和数值分析技术,充分考虑U型ACFM探头扫描过程、电磁场数据点检测特点以及检测线圈材料等实际因素,提出了一种新的加入检测线圈的ACFM探头移动精确建模方法,建立工件表面缺陷U型ACFM探头仿真模型,精确分析缺陷感应电磁场信号分布规律以及信号特征量,并设计真实裂纹ACFM检测实验,对实验结果和仿真结果进行信号特征值对比分析,结果表明,仿真所得缺陷信号规律与真实实验结果一致,特征值平均相对误差不超过10%,能够较为精确地反应真实检测结果。采用提出的精确建模方法可以对任意形状、任意尺寸缺陷的U型ACFM检测进行仿真分析和缺陷信号特征提取,以弥补真实人工缺陷ACFM检测缺陷信号特征数据的不足,为U型ACFM探头优化设计以及缺陷量化等反问题研究提供基础数据。     

铝板表面裂纹的激光超声检测与信号处理研究

为实现铝板表面裂纹缺陷检测,基于 COMSOL 建立铝板表面裂纹缺陷模型,分析了激光超声与缺陷的相互作用。 针对 激光超声在材料内部传播反射信号弱、信噪比较差的问题,提出了信号多次平均结合相邻三点信号差分处理方法。 利用激光超 声可视化检测系统对 5 mm 厚铝板表面 3 个裂缝进行检测,采用信号多次平均提高信噪比并增强最大振幅图中的损伤回波;提 取目标区域内各扫描点信号峰峰值重构三维最大振幅图,通过相邻三点信号差分处理方法对水平、垂直方向上的超声信号进行 处理,提供了更好的缺陷可见性。 结果表明,表面波(R)与深度 1 mm 以内的表面缺陷存在明显的相互作用;激光超声可视化检 测技术可快速检出铝板表面的裂纹且能够三维显示位置及大小,采用的多次平均及相邻三点信号差分处理方法能准确表征 0. 5 mm 以上的缺陷,这将在工业无损检测及评估中有极其广泛的应用价值。     

基于多频平衡电磁技术的管道内外缺陷检测与全角度表面裂纹识别方法EI北大核心CSCD

缺陷和裂纹是管道安全运行的潜在隐患。因管道表面裂纹方向各异,漏磁方法对表面裂纹敏感性低,而交变电磁方法受限于趋肤效应,无法检测管道外缺陷。该文提出多频平衡电磁技术,解决了管道内外缺陷检测与全角度表面裂纹识别难题。根据电磁平衡技术的电磁场传播特点,分析管道缺陷与裂纹的检测原理。采用有限元方法,研究激励频率对裂纹偏角与内外缺陷响应信号的影响,优化得到20Hz和400Hz的最佳频率组合,并对预制内外缺陷和裂纹的管道进行实验验证。结果表明:多频平衡电磁信号的峰值随内外缺陷深度的增加而近似线性增大;当裂纹偏角由0°增至90°时,平衡电磁信号的峰值逐渐增大。平衡电磁信号峰值与缺陷深度和裂纹角度的关系可用于缺陷深度的量化与裂纹偏角的识别,从而为管道完整性评估奠定良好的基础。     

锈蚀铁磁材料表面的极微裂纹信号的聚类与提取

表面生锈的铁磁材料的微裂纹检测是个难点。当微裂纹深度与表面腐蚀深度接近时，表面腐蚀凹陷所造成的噪声几乎淹没裂纹信号，造成深度在0．6mm以下的裂纹检测数据相互覆盖。基于LabWindows／CVI的虚拟微裂纹信号分析仪，利用三种模糊聚类算法(模糊C-均值聚类算法、“max-min”准则下的模糊聚类算法、基于遗传算法的模糊C-均值算法)对采样数据进行分类，再通过小波变换与信号分形技术，有效地从噪声中提取了0．6mm以下的极微裂纹信号，同时成功的对0．6mm以下、不同深度的裂纹进行分形识别，从而改善了硬件检测系统对这种极微裂纹的分辨率，提前了材料寿命的预报时机。     

基于磁轭结构的脉冲涡流热成像激励效果比较

针对目前脉冲涡流感应热成像无损检测中激励线圈加热不均匀、受提离影响大的问题,将导线缠绕在磁轭装置上加载电流,分析其激励效果。为确定线圈缠绕位置对激励效果的影响,比较了不同装置激励时裂纹两端和底部的涡流分布及温度分布。结果表明,引入磁轭装置后系统的能量传递效率得到很大提高,同时激励的不均匀性减弱。激励线圈均匀分布在磁轭装置横梁及两极靴时激励效果最好。利用最优激励模型对不同方向的裂纹进行检测,结果表明,铁磁材料表面各个方向角的裂纹都可以被检测到,非铁磁材料方向角较小的裂纹不能被检测到。根据试件表面最高温度随裂纹方向角增大而线性增加的特点可以识别裂纹的方向角。     

基于NI数据采集卡的ACFM无损检测样机设

针对传统交流电磁场检测系统的稳定性弱和实行性差以及效率低下的问题,从工程实际需要设计了一种基于NI USB 6210数据采集卡的ACFM无损检测样机。重点介绍了检测样机的硬件系统设计,并对ACFM无损检测系统软件使用进行简要说明。硬件系统主要包括正弦信号激励,功率放大集成电路,传感器检测模块,信号调理电路和数据采集模块。经过实验室和现场测试实验证实：该套样机在无损检测中实时性快,稳定性良好,可靠性强和检测效率高,具有良好的人机互动界面。     

涡流脉冲热像对钢轨滚动接触疲劳裂纹表面长度的量化评估研究

涡流脉冲热像技术作为一种新型的无损检测技术,兼具有感应加热非接触、高效和红外热像快速直观等优点,已应用于不同领域关键部件的缺陷检测与评估.针对钢轨踏面存在的滚动接触疲劳裂纹,利用涡流脉冲热像开展裂纹表面长度量化研究分析.针对滚动接触疲劳裂纹形貌分布复杂这一特点,设计了一套结合裂纹响应提取和裂纹识别的流程.并通过线性拟合参数对比分析了在裂纹响应提取中使用的不同方法的性能.试验结果表明,采用加热前期的热像数据进行主成分分析得到的热模对裂纹长度量化效果最好,具有最高的拟合优度92.8％,灵敏度5.91,和最小的残差2-范数2.24.     

基于SQL数据库的ACFM焊缝裂纹试件评分系统

随着海洋结构水下检测日益增多,为对检测人员进行相关技能鉴定,结合英国TSC公司的ACFM焊缝检验设备设计了一款基于SQL数据库的ACFM焊缝裂纹试件评分软件。该软件可根据参加测试人员给出的答案,通过一定的算法自动完成评分。     

锅炉φ133弯管外表面微裂纹缺陷的磁粉检测

介绍采用磁粉检测工艺对某厂φ133 mm×13 mm弯管表面微裂纹缺陷的检测情况,详细说明工艺参数和操作要求,并对影响缺陷检出的原因进行分析。     

锅炉Ф133弯管外表面微裂纹缺陷的磁粉检测

介绍采用磁粉检测工艺对某厂133mm×13mm弯管表面微裂纹缺陷的检测情况,详细说明工艺参数和操作要求,并对影响缺陷检出的原因进行分析.     

基于脉冲漏磁理论的铁磁性材料斜裂纹检测

在广泛应用于各行各业的铁磁性材料中,由于应力和环境等因素的作用,裂纹是其最常见的缺陷之一,且多以不规则的形状(如斜裂纹)存在。为了分析斜裂纹的脉冲漏磁信号特点,建立了脉冲漏磁检测斜裂纹的有限元仿真模型,对比分析了斜裂纹与垂直裂纹的脉冲漏磁信号的差异,提取并研究了相关特征量与斜裂纹尺寸的关系。同时,利用脉冲漏磁检测系统对几种斜裂纹进行了实验,检测结果与仿真分析结果一致,验证了利用脉冲漏磁检测斜裂纹的可行性,为下一步对斜裂纹的定量检测提供了理论指导。     

用于测厚和裂纹检测的正交横波电磁超声换能器仿真分析及实验研究

垂直入射的横波在测厚时具有较高的灵敏度,但检测裂纹常需采用斜入射方式,单个换能器无法同时进行这两种检测。该文设计了一种正交横波电磁超声换能器（EMAT）,通过两个蝶形线圈在铝板中激发正交偏振的横波,提出在脉冲回波模式下利用两个线圈接收信号的声时信息和幅值差,同时进行测厚、检测裂纹并确定裂纹方向的方法。建立正交偏振EMAT三维有限元模型,对横波声场与裂纹缺陷的相互作用进行仿真,研究线圈间距、裂纹尺寸对正交声场和信号幅值差的影响。仿真和实验结果表明：正交横波EMAT通过一次检测可以同时实现测厚、裂纹检出及裂纹方向定位,为腐蚀减薄和裂纹等缺陷的在线检测提供了新方法。     

波导谐振环微带阵列多裂纹检测传感器设计

针对飞行器机翼的大面积壁板等金属结构的多形态裂纹分布难以同时检测、检测精度低等问题,设计了一种互补开口波导谐振环微带阵列多裂纹检测传感器。该传感器群阵列中不同尺寸的互补开口波导谐振环微带传感器能够检测直裂纹、针孔、星型3种裂纹的特征参数。实验结果表明,传感器对3种裂纹的参数变化的最大检测灵敏度达到了150 MHz/mm,传感器可检测出的最小直裂纹尺寸为10 mm×1 mm×0.1 mm。该传感器结合了互补开口谐振环辐射能力强、易于表面共形和基片集成波导低损耗、品质因数高、尺寸小的特性,能够实现对金属材料上多形态裂纹的同时检测,具有灵敏度高、检测范围大等优点。     

变转速下局部裂纹故障行星传动系统动力学分析*

行星传动系统转速发生变化,会导致振动信号出现非平稳特性。但由于齿轮啮合转过的角度是恒定的,因此将时域的非稳态工况转化为角域的伪稳态工况能有效地解决问题。综合考虑行星传动系统水平、垂直和扭转三方向的振动,行星轮啮合相位差及各部件的附加弹性力等因素,建立行星系动力学模型,以行星轮啮合角位移为啮合周期,分别计算太阳轮、行星轮和内齿圈发生局部裂纹故障的时变啮合刚度及动态响应,并分析裂纹故障对动力学特性的影响。     

基于单谐振结构的金属裂纹CRFID传感器设计

为实现单结构谐振器对金属裂纹参数的无损检测,设计了一款同时检测裂纹宽度及方向的无芯片射频识别(CRFID)金属裂纹传感器。将圆形、切角矩形谐振器一体化设计,利用HFSS有限元分析软件对传感器进行结构优化与性能仿真。深层次探究了不同裂纹缺陷下传感器雷达散射截面(RCS)的响应特征。结果表明金属结构的裂纹方向和裂纹宽度可以通过传感器谐振频率的变化进行识别。双极化下RCS幅频特性的频偏方向对应裂纹的方向,而频偏量与裂纹宽度成正比。设计的CRFID传感器能够检测0°水平方向、90°竖直方向、45°或135°斜向等三类方向下的亚毫米宽度裂纹,其中裂纹宽度检测灵敏度最高可达43.5 MHz/0.1 mm。     

基于编解码的超声导波轨底裂纹识别方法研究

超声导波在针对钢轨小裂纹检测时由于利用高频信号，会导致信号衰减明显，对于小裂纹的检测灵敏度降低，针对细小裂纹难以识别，为提高缺陷信号识别度，本文将barker码作为编码方式，并用类BPSK作为解码方式，利用到导波检测钢轨小裂纹的信号处理中。通过实验将对钢轨轨底上深度6 mm宽度0.5 mm的人工裂纹进行验证，为衡量算法效果分别用未经过任何信号处理的原始收发导波信号和经过barker码-匹配滤波编解码处理的导波信号与实验方法进行对比。结果表明，利用barker码-类BPSK编解码处理的导波信号在处理钢轨轨底小裂纹的识别上有着明显的增强作用，效果优于另外两种方法，可以为以后的导波钢轨小裂纹检测提供支持。     

裂纹闭合端的超声检测实验

在超声检测裂纹中,我们发现由于压应力施加于裂纹表面,裂纹闭合端影响脉冲回波的高度.这篇论文提供了对接焊缝根部的模拟裂纹进行实验的结果.裂纹表面受各种压应力的影响而采取用不同频率和K值的单、双探头脉冲回波技术(一发一收工作状态).     

基于L(0,2)超声导波的管道裂纹损伤回波特征分析

基于L(0,2)模态超声导波分析管道裂纹损伤的回波特征。首先,基于ANSYS软件,通过删除单元的方法建立金属管道的裂纹缺陷的有限元模型;用脉冲–回波的方法模拟L(0,2)模态波对管道进行激励。其次,对得到的管道裂纹时程曲线进行分析,提取缺陷回波时间、反射系数等特征参数,通过对比模拟的裂纹轴向定位与实际裂纹位置,验证了管道裂纹模型的有效性;对裂纹轴向长度、周向角度、径向深度和裂纹截面积与反射系数的关系进行分析,得出结论:裂纹的轴向定位可以由裂纹回波到达的时间和波速确定,利用时域分析方法,定位误差不超过5%;裂缝径向深度和周向角度增加时,反射系数变大;当径向深度与周向角度同比例增加时,径向深度对裂纹反射的影响更大;裂纹截面积增大时,反射系数增大。     

储罐罐壁缺陷检测爬壁机器人吸附机构的磁场分析

针对阶梯形变截面罐壁缺陷漏磁检测的可调节磁路问题,设计了吸附机构,实现吸附的同时对12mm厚罐壁进行有效磁化。基于传统的标准缺陷漏磁测量法,再结合剖分试件法,通过Ansys仿真和实验测量磁感应强度、背底磁场以及漏磁场特性,得到气隙值分别为5.5mm、6.5mm、7.5mm、8.5mm、9.5mm、10.5mm的漏磁场曲线。验证了磁路设计的正确性和仿真的可参考性,为通过仿真确定不同厚度钢板所需气隙提供依据。实验发现,钢板缝隙正上方漏磁场Bx和Bz存在峰值,随着气隙增大Bx峰值下降至5~10m T,偏离缝隙Bx骤减,钢板无缝隙处的背底磁场在20~30m T,钢板缝隙内磁化强度在771~893m T,且磁化较均匀。     

汽轮机叶轮T型叶根槽半椭圆表面裂纹应力强度因子数值研究

为确定在离心力作用下汽轮机叶轮T型叶根槽半椭圆表面裂纹的应力强度因子,采用三维有限元法求解含裂叶轮的位移场。表面裂纹前缘平方根应力奇异性使用由20节点三维等参块单元退化而成的四分之一节点奇异单元来模拟。在有限元分析中,考虑了叶根与叶根槽的接触作用。对具有不同椭圆率的表面裂纹,通过位移相关技术计算了沿裂纹前缘各点的应力强度因子,研究了裂纹长度对沿裂纹前缘各点应力强度因子的影响。数值结果表明：I型、II型和III型应力强度因子都在表面点达到最大值;随着表面裂纹长度的增大,沿裂纹前缘各点的I型应力强度因子也增大。