金属部件在干式空心电抗器内部的涡流损耗（英文）

分析了电抗器的磁场分布以及金属部件的涡流损耗,建立了电抗器磁场仿真模型,对不同材料的金属在空心电抗器内部不同位置产生的涡流损耗进行了分析和仿真,为保护装置的安装设计提供了一定的理论依据。     

径向磁液轴承的转子散热规律研究

为了提升磁液轴承的稳定性以及使用寿命,建立磁液轴承的涡流损耗仿真模型,分析初始条件下磁液轴承的磁场、温度场及热变形的分布,利用Ansoft Maxwell软件仿真求解轴承转子产生的涡流损耗,基于多场耦合作用分析输入电流、转速、进油流量变化对导磁套涡流损耗及传热率的影响,探索转子散热规律的变化,并进行试验验证。试验结果表明：随着电流和转速的增加,进出油口温差逐渐增大,试验值与仿真值趋势一致,误差在可接受范围内,验证了仿真结果的可靠性。     

基于Maxwell的冷坩埚结构的磁场和能量利用率分析

应用Maxwell软件对冷坩埚悬浮熔炼的感应线圈进行了三维电磁场分布和金属涡流损耗的仿真模拟。结果表明,感应线圈周围磁力线的方向在线圈内侧与外侧相反,而且距离感应线圈越近,磁力线的分布越稠密;在线圈中心的径向和纵向分布上,圆形线圈磁场轴向分量数值大于椭圆形线圈和正方形线圈;在相同熔炼体积下,圆形线圈中的能量利用率最大。     

悬浮在特定磁场中超导球的稳定性分析

主要分析了经过超导铌环整形后的螺管磁场的分布特点以及悬浮在其中的超导铌球受到扰动时的振动情况。用有限元方法计算出铌球在腔内不同位置时球外的磁场,结果表明整形铌环能够有效地改变磁场分布。通过分析铌球在振动过程中的表面磁场、悬浮力和振动速度的变化规律得出了铌球所允许的最大振动速度。根据铌球表面的磁场计算出球内的电磁场分布并根据二流体模型求出涡流损耗,分析了超导铌球在该磁场中悬浮的稳定性。     

关于金属磁记忆检测中背景磁场抑制的讨论

通过具体试验，对当前金属磁记忆检测中普遍采用的利用通道补偿的背景磁场抑制方法进行了验证。结果发现通道补偿法并不能真正去除背景磁场对金属磁记忆检测的影响；同时，进一步对背景磁场对金属磁记忆检测的影响进行了分析，指出了相关的影响因素，并提出利用有限元分析消除背景磁场对金属磁记忆检测的影响的方法。     

磁场类型对金属凝固机理的影响研究综述*

利用磁场辅助制备的合金综合性能优异,广泛应用在工业生产、交通运输、航空航天等领域。不同磁场参数环境下合金硬度、耐磨性等服役性能有所差异,作用机理复杂多变。对新工艺驱动下不同磁场对金属凝固过程的作用规律进行总结, 弥补目前磁场辅助金属表面加工方法的研究短板,对金属表面工程发展有重大意义。归纳科研人员在不同磁场环境对金属表面加工的研究探索,分析对比金属材料在不同类型磁场环境下的晶核形核和生长过程差异,总结金属凝固过程在不同磁场下的变化规律,如晶界形貌改善、形核率提高、晶粒细化等。从晶粒微观形貌和合金宏观性能表现两方面出发,分析磁场作用下熔体内部传热传质变化,揭示稳恒磁场、脉冲磁场和交变磁场对金属凝固影响的作用机理,讨论不同参数的磁场对熔体作用效果差异,如磁场对熔池内部流动扰动、熔体内带电粒子受到的洛伦兹力等。综上,晶粒细化、合金性能提高是磁场作用下熔池传热传质变化和磁场作用力的综合体现。综合研究对比稳恒磁场、脉冲磁场和交变磁场对金属凝固的作用特点和作用机理,综述金属凝固领域当前热点问题,有助于统一磁场环境下金属凝固机理的争论,填补磁场环境下金属表面加工工艺的空白,对推进高性能金属表面制备研究有借鉴意义。     

低频磁控埋弧堆焊焊缝组织与性能

为了提高堆焊层熔敷金属的力学性能,在低碳钢表面埋弧堆焊过程中外加低频磁场,研究分析了低频磁场对埋弧堆焊层金属组织及力学性能的影响,通过对不同磁场参数下堆焊表层试样的硬度、耐磨性及其组织和性能的测定分析,发现在适当的磁场参数作用下,可改善熔敷金属的结晶形态,细化晶粒,提高堆焊层的硬度及耐磨性。     

外加磁场对薄壁零件堆焊层形貌的影响

针对薄壁零件在微束等离子堆焊过程中两侧的液态金属下淌导致成形不好的问题,开展薄壁零件在堆焊过程中熔池力学行为分析和熔池成形的控制策略研究. 提出了外加磁场的方法,向熔池施加指向内侧的电磁力,对向下流淌的液态金属进行干预,从而抑制液态金属的流淌. 采用有限元软件COMSOL对工件上产生的电磁场、涡流场及附加电磁力进行仿真分析. 在304不锈钢上开展单道多层堆焊试验,获得了不同磁感应强度下的堆焊层形貌. 结果表明,外加磁场能明显改变微束等离子焊的力学行为和成形规律,并能有效抑制边沿液态金属流淌.     

断路器方形永磁机构动态特性的计算与分析

由于高压断路器永磁机构工作时间短、运动速度快、线圈的瞬时通断电流和动铁芯的运动,都会在永磁机构的动静铁芯中产生涡流,对机构的特性有很大影响,采用耦合法对永磁机构的瞬态磁场进行分析、研究了电压激励下的瞬态磁场、推导了考虑涡流影响的非线性瞬态磁场的数学模型.运用有限元分析软件Ansofl对本课题组制作的方形永磁机构进行仿真并分析研究了涡流对其特性的影响、对其损耗进行计算分析.计算结果表明,由于涡流的影响使永磁机构的动作时间增长,在永磁机构动作过程中,动铁芯的涡流损耗很大.对考虑涡流影响的永磁机构特性的研究可为永磁机构的合理设计提供理论依据.     

间歇交变磁场占空比对堆焊层组织性能的影响

研究了纵向间歇交变磁场占空比对等离子弧堆焊金属组织及性能的影响.测试分析了不同磁场占空比下堆焊层的硬度、耐磨性及其显微组织.结果表明,适当的磁场占空比能有效地增加堆焊金属中硬质相的数量,控制硬质相的生长方向,提高堆焊层金属的硬度和耐磨性.     

带保温层管道腐蚀缺陷的脉冲涡流检测技术仿真

脉冲涡流检测技术是近几年发展起来的一种新型无损检测技术,可以应用于金属管道和金属板的内腐蚀检测。以低碳无缝钢管的内壁腐蚀作为检测对象,建立了针对脉冲涡流检测的ANSYS有限元仿真模型,分析了磁场仿真的理论基础,列出了仿真分析的具体步骤。为ANSYS有限元仿真软件在脉冲涡流检测中的应用提供了参考,为脉冲涡流检测设备的研制提供了依据。     

2D surface defect images applying Tikhonov regularized inversion and ECT

This paper presents an inversion problem solution to obtain the geometrical profile of defects in a 2D surface view using an eddy current method with sinusoidal excitation. The inversion model deals with the perturbation of the eddy currents when a spatially uniform excitation magnetic field distribution is imposed in the vicinity of a metal surface. An adequate experimental setup was used to measure the magnetic field around a crack region. A planar excitation coil was used to generate the uniform magnetic field distribution around the points under measurement, and a giant magneto-resistance (GMR) was used as a sensing element. Tikhonov regularization was applied to the inversion problem algorithm. Five different geometric defects machined in an aluminum plate were tested experimentally using the inversion algorithm. Finite element simulations are provided to validate the 2D eddy current density images obtained by the regularized inversion process.     

新型脉冲远场涡流传感器检测性能的仿真分析

远场涡流技术由于不受集肤效应的限制,其可实现原位检测的优点成为解决大厚度非磁性金属平板的有效途径。在前期研究工作基础上,介绍了新型非磁性平板构件脉冲远场涡流传感器的设计原理,并仿真分析了基于连通磁路传感器对不同走向缺陷及不同厚度平板的检测能力。结果表明：将脉冲远场涡流技术应用至非磁性金属平板检测时,检测信号所受扰动主要是缺陷对感应涡流的扰动,而非缺陷对磁场的扰动,这与其检测铁磁性材料存在根本的区别,同时,其可检测的板材厚度达到了25 mm,研究结果为脉冲远场涡流技术在航空领域的应用提供了有益的探索。     

激光熔覆层宽度对汽轮机转子表面综合跳动特性的影响

为解决大型汽轮机转子轴轴颈磨损的修复问题,基于同轴送粉半导体激光熔覆再制造系统,采用激光熔覆再制造方法,以汽轮机转子轴材料为基体,利用激光熔覆再制造专用粉末作为实验材料,针对不同激光熔覆层宽度对汽轮机转子综合跳动的影响进行实验研究与机理模拟验证。结果表明,综合跳动特性与探头直径和激光熔覆层宽度相关,激光熔覆层宽度决定了汽轮机转子表面磁力线、电涡流密度与磁通量密度分布。当激光再制造层宽度小于8mm时,由于磁力线与表面电涡流密度受基体的干扰,磁通量密度在激光熔覆层的边缘出现突变,实际综合跳动的测量值为基体与激光熔覆层综合作用的结果,造成测量结果偏大。根据数值模拟计算被测金属体表面磁通量密度分布结果,激光熔覆层宽度的临界值为9.82mm。     

游乐设施的无损检测技术

游乐设施是八大类特种设备之一，其种类繁多，结构各并。从零部件、金属机构、整机等不同角度对各类游乐设施的制造、安装和定期检验等方面的无损检测方法和要求进行了详细叙述，对所用的各种无损检测方法如目视、射线、超声、磁粉、渗透、涡流、漏磁和磁记忆检测及其应用特点进行了具体介绍。     

脉冲漏磁检测中的涡流效应

为了解脉冲漏磁检测中涡流效应的特点,奠定进一步分析脉冲漏磁检测信号的基础,建立了脉冲漏磁检测的有限元仿真模型,观察了检测中瞬态磁场和感生涡流的分布,分析了感生涡流特征量的特点及影响因素。结果表明,脉冲漏磁检测中,瞬态磁场和感生涡流总体上符合集肤效应并相互影响,其中感生涡流具有渗透深度浅、感应强度大的特点,涡流密度峰值时间在深度方向上有较强的分辨率。电导率和磁导率影响感生涡流的渗透深度和密度峰值时间在深度方向上的分辨率;脉冲激励上升时间常数只影响感生涡流的渗透深度,而和密度峰值时间在深度方向上的分辨率无关。     

几种电磁无损检测方法的工作特征

从工作原理入手,对电磁无损检测中的涡流（单、多频和脉冲涡流）、交流漏磁、交变磁场等方法,剖析了它们在激励磁场的成分、频段、作用区域及检测磁场的特性方面的联系和区别。对比了各方法的用途和特点,以期对无损检测应用实践提供借鉴。     

小径管周向裂纹脉冲涡流检测仿真和试验研究

针对小径管周向裂纹缺陷,通过有限元仿真及试验,研究了利用磁导体环形激励脉冲涡流检测技术检测小径管周向裂纹缺陷的问题。仿真给出了管道在有缺陷和无缺陷状态下磁场分布、涡流分布以及接收线圈的电压值。从仿真结果可以观察出,周向裂纹端头处的磁场分布以及涡流分布会发生明显变化,产生沿管壁法向的磁场,检测线圈位于裂纹端头处正上方时检测灵敏度最高。实际检测结果与仿真结果一致,表明磁导体环形激励轴向涡流对小径管周向缺陷具有显著的检测效果。     

提高中大直径钢管涡流探伤灵敏度的理论研究

针对中大直径钢管穿过式涡流探伤灵敏度低的问题,分析了影响探伤灵敏度的主要因素。从电磁等效的原理出发,研究了穿过式探头激励线圈在各种激励方式下的电磁等效直径。结果表明,在恒流激励方式下的激励磁场最强,且具有聚焦效果,因而可有效地提高涡流探伤的灵敏度。