桥梁缆索断丝微磁检测技术研究

基于铁磁材料的剩磁现象,建立了桥梁缆索断丝缺陷漏磁场分析有限元模型,分析了断口处钢丝表面及空气中的漏磁场分布规律,计算了空气层中漏磁场的强度,为微磁探伤技术的应用提供了理论依据;搭建了基于微磁原理的缆索断丝检测试验平台,采用三维磁阻式传感器对缺陷缆索的模拟试件进行了探伤实验,试验结果证实了缆索钢丝中剩磁场的存在及断丝处漏磁场的可检性,分析了不同断丝数量及不同断丝位置的漏磁信号特征,验证了理论分析的正确性及微磁检测方法的可行性;基于微磁原理的缆索断丝无损检测系统,可省略笨重的激磁单元,为实现检测装置的节能化与轻量化设计提供了科学依据。     

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。     

钢丝绳断丝断口漏磁场分析计算

建立钢丝绳断丝口漏磁场的分析计算模型，分析并计算钢丝绳外部和内部断丝断口产生的漏磁场，它们将是钢丝绳断丝检测和定量识别的基础。     

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。     

基于无损检测的桥式起重机钢丝绳断丝检测系统

钢丝绳失效方式有2种：局部损失和截面积损失,最主要的失效方式是钢丝绳断丝。目前,钢丝绳断丝无损检测的方法很多,但只有漏磁场检测法较成热。鉴于此,以漏磁检测技术为基础进行断丝检测的研究。     

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。     

漏磁检测技术在钢丝绳无损检测中的应用

1基本原理 钢丝绳漏磁通检测原理如图1所示。用磁化器对钢丝绳进行局部磁化,钢丝绳截面积和非连续性（如坏线或断丝、锈坑等）中的任何变化,将造成其磁导率与钢丝绳本身的磁导率不同。由于磁感应线的连续性,在截面积减小处磁感应线发生扭曲向外泄露,产生局部漏磁场,用聚磁器沿钢丝绳轴向收集这一漏磁场,然后采用霍尔元件将这一漏磁场信号转化为电信号。通过对电信号的标定、分析,建立传感器模型,利用模型进行反演,即可计算出截面积变化的大小和部位,从而获得有关钢丝绳缺陷的信息。     

基于正交电磁原理的PCCP断丝检测

针对预应力钢筒混凝土管PCCP预应力钢丝断裂这一主要失效模式,对基于正交电磁原理的断丝检测技术进行了研究。利用COMSOL有限元仿真软件,建立并优化了检测系统模型,进而对断丝效应进行了理论剖析,分析了边缘效应、断丝与检测器周向相对位置、激励频率、钢丝相对磁导率等因素对断丝信号特征的影响,为实际检测提供了理论指导;分析了钢筒结构对仿真结果的影响,为计算效率的提高提供了参考依据。最终,设计并实现了正交电磁断丝检测系统,创新性地提出一种基于正弦脉宽调制技术和智能功率模块的高压大功率正弦信号线圈驱动方案并设计了相应保护电路,采用锁相放大器可以有效提取断丝信号。实验结果表明,该系统可以有效识别断丝,且成本较低。     

港口桥吊用钢丝绳断丝原因分析

港口桥吊用钢丝绳在使用中发生多处断丝现象,通过化学成分分析、力学性能测试、断口分析、金相检验和显微硬度测试等方法对断丝原因进行了分析。结果表明:钢丝绳断丝的性质为疲劳断裂,断裂源位于钢丝表面的损伤或磨损处;断丝表面存在的较多磨损、挤压剥落等缺陷以及断丝显微组织中存在一定数量的铁素体共同导致了钢丝绳中钢丝的早期疲劳断裂。     

永磁联轴器传动力矩的一种新算法

永磁联轴器 (PMC)利用永磁材料的磁力作为两轴间无机械接触之转矩传递。传动转矩的计算是PMC设计的一项主要任务。本文对过去二十年来的相关研究作了简单的综述。半经验、半理论方法虽然简单 ,但有明显有足 ;有限元素法FEM能直观表达出磁场的分布 ,计算精度高 ,但计算费时 ;解析法有片电流法与等效磁荷法 ,可直接得出传动转矩的解析公式 ,所得结果与FEM分析结果十分相符。文章用等效磁荷法推出了传动转矩公式 ,与实测结果符合较好 ,可为永磁联轴器设计提供一个便利有效的方法。     

磁流体液体动密封装置中磁极参数的优化设计

根据磁流体密封的工作原理，通过对密封结构模型的简化，采用有限元方法数值计算了磁极参数不同时密封间隙中磁场的轴向分布。根据磁场分布对密封性能的影响，选取了磁流体液体动密封装置中磁极的合适形状，确定了磁极极尖宽度和磁极倾斜角等参数的最佳值。     

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。     

Different Magnetic Models in the Design of Hydrodynamic Journal Bearings Lubricated with Non-Newtonian Ferrofluid

This work is concerned with theoretical study of hydrodynamic journal bearings lubricated with ferrofluids exhibiting non-Newtonian behavior. Based on the momentum and continuity equations for ferrofluid under an applied magnetic field, a modified Reynolds equation has been obtained. Assuming linear behavior for the magnetic material of the ferrofluid, the magnetic force was calculated. The Reynolds equation has been derived to be able to apply to any magnetic field distribution model. Using different magnetic field models, the equation has been solved numerically by the finite-difference technique with appropriate iterative technique and pressure distributions have been obtained. The boundary shape of the load-carrying active regions (positive-pressure regions) and cavitation regions (zero-pressure regions) could be then determined. The solution renders the bearing performance characteristics, namely: load-carrying capacity, attitude angle of the journal center, frictional force at the journal surface, friction coefficient and bearing side leakage. The results indicated that the flow-behavior index has a large effect on the bearing performance. When the bearing operates at high eccentricity ratios, the increase of flow-behavior index gives higher load capacity, lower attitude angle, higher frictional force, lower friction coefficient and higher side leakage. At low eccentricity ratios where the magnetic effects are significant, the effect of the flow-behavior index depends mainly on the magnetic field distribution model used.     

磁悬浮飞轮用永磁偏置磁轴承漏磁分析

磁悬浮飞轮用永磁偏置磁轴承的定转子气隙间存在漏磁现象,为了准确计算漏磁的大小,从而精确地对磁轴承进行磁路设计,利用有限元法对该现象进行了分析.通过ANSYS软件针对一台磁悬浮飞轮样机用径向磁轴承的磁场分布进行分析,提出了一种等效气隙漏磁系数的计算方法,得到样机用磁轴承的漏磁系数.样机试验结果表明,用这一方法计算得到的漏磁系数进行磁轴承参数设计及性能分析具有足够的精度,能够满足实际工程需要.     

直流磁场下销盘摩擦副接触面的磁感应强度和磁吸力分析

为了研究磁场对材料摩擦磨损性能的影响,通过试验检测了销盘接触时的磁吸力,利用电磁场有限元软件分析计算了销盘摩擦副在接触区域的磁感应强度大小和分布及磁吸力的大小。试验和仿真结果表明:磁感应强度和磁吸力都随线圈电流的增大和气隙的缩小而增大,并且与材料的磁化特性有关;销盘上的磁场分布不均匀,当盘旋转进行摩擦磨损试验时,盘上各点将产生动态磁化现象;由于销和盘之间的微凸峰接触存在漏磁,故在磁场仿真时可用一个极小的间隙来表示其实际磁接触状态;在销和盘接触时,可用试验得到的最大磁吸力值根据麦克斯韦公式计算出接触面的平均磁感应强度。     

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。