阵列涡流传感器表面裂纹检测的有限元仿真

阵列涡流传感器线圈间互感干扰中包含缺陷的有效信息,基于传感器动态检测的复杂情况,利用ANSYS软件建立了三维场-路耦合有限元模型并从互感中提取表面裂纹的定量化信息,从理论上分析了双线圈检测模式下检测方向、裂纹长度和深度变化对检测线圈感应电压幅值的影响,采用微分处理方法对数据进行处理进而对裂纹进行了定量分析。仿真结果表明,检测方向、裂纹长度和深度变化可显著影响检测感应电压幅值,微分处理可从互感中提取表面裂纹的定量化信息。     

压力管道对接焊缝典型缺陷的相控阵CIVA仿真与检测

针对压力管道对接焊缝容易出现的5类典型缺陷(未焊透、未熔合、夹渣、裂纹、气孔),采用CIVA软件进行了超声相控阵检测仿真,确定了检测工艺,同时采用以色列ISONIC 2010相控阵设备对含有这5类缺陷的模拟试管进行了现场检测,并与CIVA仿真结果进行了比对,分析了5类缺陷的波形特征。结果表明:CIVA仿真能较好地指导检测工艺的制定,按与现场检测结果的吻合度依次为:未熔合、未焊透、夹渣、气孔、裂纹,相控阵检测可以在一定程度上代替射线检测。     

不同裂纹尺寸铝板的电磁声发射特性

利用电磁学电致涡流原理,采用有限元方法,建立了电磁声发射数学模型,对含裂纹的铝板进行了电磁场数值模拟,分析了裂纹尺寸对裂纹尖端洛伦兹力的影响,并在实验室条件下,对不同尺寸裂纹进行了电磁声发射试验。结果表明,通过幅值参数可以判断试件有无缺陷,在频谱分析时,信号的高频成分有峰值现象。利用小波包分析方法对声发射信号波形进行了分解与重构,发现在裂纹长度或者深度增加时,高频信号的波形和频谱的峰值电压也逐渐变大,仿真分析与试验结果一致。     

基于CIVA仿真的孔壁裂纹超声相控阵检测分析

针对过盈螺栓连接结构孔壁裂纹的检测,开展了基于CIVA的检测仿真分析,建立了超声相控阵扇扫检测仿真模型,从相控阵扇扫图像中可以有效地分辨缺陷反射回波和结构自身产生的反射回波,研究分析了不同裂纹角度、裂纹长度和裂纹相对位置参数对检测结果的影响.通过相对幅值和扇扫图像对孔壁结构和裂纹信号进行了对比,优化了检测工艺,可以有效...     

TGO及初始裂纹对热障涂层裂纹形核与扩展影响的有限元分析

针对热障涂层系统裂纹的形核位置变化与扩展失效过程及其机理,提出采用内聚力单元分析热氧化物（TGO）层/陶瓷（TC）层界面裂纹的形核位置及扩展,采用扩展有限元法分析TGO层厚度、粗糙度以及TC初始裂纹对新TC、TGO裂纹形核位置及扩展的影响。结果表明:TGO/TC界面承受热循环载荷后,界面裂纹首先出现在近波峰处同时向两侧扩展;在冷却过程中,随着TGO初始厚度增加,TC裂纹的形核位置由波峰转向近波峰处而裂纹扩展长度没有明显变化,TGO裂纹形核位置不变但裂纹长度明显增加;随着TGO粗糙度的不断减小,TC裂纹形核位置由近波峰向中部转移,而裂纹扩展长度没有明显变化。当粗糙度减小到一定程度,TC裂纹被抑制。而TGO裂纹的形核位置没有变化,但裂纹扩展长度随着TGO粗糙度减小而增大;初始横向TC裂纹越长,TGO裂纹也越长。近波峰与中部的初始竖直TC裂纹能有效地抑制新的TC裂纹形核与扩展。本研究为热障涂层微裂纹失效机理提供了理论支撑。     

铝合金焊缝裂纹的阵列涡流检测仿真研究

为了分析阵列涡流传感器扫查不同位置表面横向裂纹时的线圈输出信号特征,以及焊缝受热区金属材质变化对线圈输出信号的影响,建立铝合金焊缝裂纹的阵列涡流检测的三维有限元模型。结果表明:当裂纹长度分别为1.6、3.0、4.5mm时,裂纹长度与线圈感应电动势的波峰幅值呈单调递增关系,探头扫查侧面裂纹时的线圈感应信号总是大于正上方裂纹;焊接所引起的5A06铝合金材料电导率减小会使线圈的感应电动势幅值增大,且当裂纹长度分别为1.6、3.0、4.5 mm时,裂纹长度越大,电导率减小在裂纹检测时对线圈输出信号的影响越小。     

预置横向挤压载荷法防止铝合金薄板焊接热裂纹

提出采用横向预置挤压载荷进行随焊同步防止铝合金薄板焊接热裂纹的新方法.对处于脆性温度区间的焊缝金属施加一适当的横向挤压载荷,可以减小焊缝金属凝固收缩时产生的横向拉伸应力和应变,使其总应变被限制在最低延性值范围内,改变了热裂纹产生的力学条件.建立横向预置压应力模型、采用弹塑性有限元方法阐明横向预置应力法防止热裂纹的原理,在自制的装置上对常规焊和横向预置压应力工艺条件下焊接试件裂纹率进行比较分析.鱼骨状裂纹试验结果表明:在加载宽度一定时,随着预置载荷的增加,在焊缝处产生的挤压应力也随之增加,裂纹率和裂纹长度逐渐降低,当横向预置压应力达到一定数值(0.3σ0.2)后,能够完全防止焊接热裂纹的产生.     

电流/电压匹配对铝合金激光-电弧复合焊接过程稳定性的影响

文中借助HANNOVER电弧分析仪和高速摄像机等设备,对不同电弧电压和焊接电流焊接过程进行实时监测,分析不同电参数对焊缝成形质量的影响;并验证激光的存在对波形的稳定具有一定的作用. 结果表明,主辅“双重导电通道”的消失、熔滴过渡方式跳变和焊接飞溅等不确定因素,均会导致电弧电压、电流波形图出现紊乱和尖角. 焊缝成形方面,随着电弧电压的增加,熔宽先增大后减少;而熔深则不断上升. 而电流增大时,焊缝的熔深熔宽不断增大. 因为电弧电压增大,改变了电弧的形态;而电流的增加则改变电弧的受力和能量.     

基于RFID的机床裂纹检测仿真研究

提出一种新型RFID圆形标签传感器,用于机床铝结构的裂纹检测。通过HFSS电磁仿真软件模拟铝结构的裂纹长度和位置变化情况,得到标签传感器的S11系数曲线,分析知谐振频率f₀₁和f₁₀均随着裂纹长度的增大而减小。分别处理S11系数曲线图中的谐振频率f₀₁和f₁₀,得到谐振频率f₀₁和f₁₀与裂纹长度的线性方程。分析不同线性方程的斜率绝对值,得到不同裂纹位置对应的不同斜率绝对值。结果表明：裂纹在传感器中心位置时斜率绝对值最大,越偏离传感器中心位置斜率的绝对值越小。HFSS仿真结果验证了所提出的新型RFID圆形标签传感器可以检测机床铝结构裂纹的长度和位置变化信息。     

漆包线与铜箔的单面点焊工艺试验

对0.1 mm漆包线和0.2 mm铜箔进行单面点焊试验。通过正交实验确定了焊接范围,再进行焊接电压的单因素实验。将接头拉断力和外观质量(包括焊接过程中的飞溅、氧化变黑现象、漆膜熔化状况、接头宽度、焊后结果检测)作为焊接性能评价指标。并从机理层次研究了焊接过程中接头的形成过程,同时进行金相试验。结果表明,随着焊接电压增加,接头宽度呈指数增加,接头漆膜宽度不断下降,接头的长度变化不明显,接头拉断力呈抛物线变化。在电镜观测下,漆包线和铜箔贴合面之间的结合线变化明显。     

SS400�ְ���������Ʋ��������

 针对SS400钢板在生产过程中产生的表面纵向裂纹现象进行宏观观察和微观的测试与分析。结果表明：钢板表面纵向裂纹大部分是以平行束或网状形式集中分布在钢板宽度方向的两个1/4区域内,裂纹的长度一般在0.5~2 m,宽度均小于1 mm,深度为0.1~0.2 mm。无论是纵向裂纹还是横向裂纹,其裂纹沟内均含有由Na、Mg、Al、Si、Cl、K、Ca等元素组成的复合夹杂物相,而在裂纹的内部却只有氧化铁夹杂物。进一步分析后认为,该表面缺陷产生于连铸结晶器内,在随后二冷区的强冷和加热炉的加热过程中,裂纹得到了进一步的扩展。     

基于MATLAB的空间矢量PWM仿真研究

介绍了空间矢量脉宽调制的基本原理及实现方法,应用Matlab仿真软件中的Simulink对SVPWM进行了仿真研究,并对仿真波形进行谐波分析.仿真结果表明空间矢量脉宽调制控制策略可以有效减少输出脉冲中的低次谐波,其精度高、算法简单、容易实现.     

THE REMAINING LIFE EVALUATION BASED ON THESTRAIN RANGE PARTITIONING APPROACH

１．ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＩｔｉｓｇｅｎｅｒａｌｙｋｎｏｗｎｔｈａｔｔｈｅｍａｔｅｒｉａｌｄａｍａｇｅａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎｄｅｐｅｎｄｉｎｇｏｎｔｈｅｌｏａｄｉｎｇｈｉｓｔｏｒｙａｎｄｉｔｓｔｅｎｄｅｎｃｙｉｓｔｈｅｍａｔｅｒｉａｌｃｈａｒａｃ...     

Defect assessment of welded specimen considering weld induced residual stresses using SINTAP procedure and FEA

The defect assessment in butt-welded joint of ASTM A36 steel plates and 7075-T7351 aluminum alloy plates containing transverse through thickness crack was analyzed using SINTAP procedure and FEA incorporating weld induced residual stresses. Weld induced longitudinal residual stress profile can be obtained through SINTAP procedure, FEA or experimental analysis. This residual stress profile can be fitted with the trapezoidal residual stress profile available in SINTAP. For three different cases, crack length and residual stress intensity factor (SIF) are calculated and its comparison with the results obtained through FEA is plotted with respect to crack length. The stress intensity factor for mechanical loading is also plotted in the same graph. Using this graphical plot, the total SIF, including residual stress and mechanical loading, can be calculated for any particular crack size. The total SIF can be compared with the fracture toughness of the material for damage tolerance analysis. Also a failure assessment diagram is drawn for welded 7075-T7351 aluminum alloy plates with different crack sizes for as-welded (only residual stress) and mechanical loading along with the existing weld induced residual stresses to show the safety level for a particular crack size and mechanical loading.     

Fracture of metal/ceramic laminates—II. Crack growth resistance and toughness

The propagation of cracks has been studied through Al/alumina, Cu/alumina and Ni/alumina laminates, with a range of metal and ceramic thicknesses. Two specimen orientations were chosen to propagate a crack either through the metal and ceramic layers in parallel or through the layers sequentially and perpendicular to the laminate. In both orientations a rising T-curve (toughness) was found with increasing crack length with a very steeply rising T-curve at large crack extensions. These observations can be explained by a large-scale bridging model with a crack closure traction imposed by the plastically deforming metal ligaments in the wake of the propagating crack. A simple model is derived which predicts the performance of the Ni/alumina laminates well. It does not predict the behaviour of the lower metal yield strength Cu/alumina and Al/alumina laminates so well, although it does account for the general trend of their behaviour.     

Ni/P/Ce对SnAgCu抗氧化性能和结晶裂纹的影响

通过向Sn3.0Ag0.5Cu(SAC305)合金中添加微量的Ni,P和Ce元素,研究了各添加元素对合金钎料高温抗氧化性能和结晶裂纹的影响.结果表明,Ni元素的添加对钎料合金抗氧化性能没有很明显的改善,但明显地减少了合金表面结晶裂纹的总长度,抑制其产生;微量P元素的添加由于在合金钎料表面形成了复杂的致密新相,可以防止熔化钎料的表面直接与空气接触,明显改善了合金的抗氧化性能,但P元素的添加却增加了合金表面结晶裂纹的产生;Ce元素的添加恶化了钎料合金的抗氧化性,对合金表面的结晶裂纹抑制作用较小.     

Gerissener Stahlbeton: Wie korrosionsgefährdet ist die Bewehrung?

Cracked reinforced concrete: What about corrosion risk? The formation of cracks within the tension zone of the concrete is part of the design principle of reinforced concrete structures. The width of these cracks can be limited by means of crack limiting reinforcement. Already by the end of the fifties first examinations have been carried out to determine the influence of cracks and their width on the corrosion risk. Compared to uncracked concrete CO₂ and chlorides as corrosion promoting substances are able to move faster towards the reinforcement within a crack, leading to an earlier depassivation of the reinforcement within the cracks. Before Schießl published his results, from experiments and literature research, it had been assumed that the corrosion rate of reinforcement within cracks increases with increasing crack width. Hence a differentiated maximum crack width linked to exposure classes had to be complied according to the DIN 1045 until the version of 1988. For the first time the DIN 1045 version 1988 did not enclose this differentiation, for durability reasons a maximum crack width of 0.25 mm has been fixed for reinforced concrete. In the version of 2001 the calculated crack width has been raised from 0.25 mm to 0.30 mm. Therewith the findings of Schießl (published in book no. 370 by the Deutscher Ausschuss für Stahlbeton) have been implemented by now. The main contributing factors influencing the corrosion rate of cracked concrete are the concrete quality and the concrete cover and not the crack width, whereas horizontal structural parts exposed to chlorides have to protected generally by additional measures.     

铁磁材料磁记忆信号与切口宽度的相关性

为探索裂纹宽度与磁记忆信号之间的关系,以45CrNiMoVA钢为试验材料,对具有不同预置切口宽度的试件进行静载拉伸试验,并采用磁记忆检测仪检测试件表面的磁记忆信号,研究了不同外加载荷下试件表面磁记忆信号的变化,并对各预置切口位置处磁记忆信号梯度变化进行分析。结果表明:随着外加载荷的增加,试件表面磁记忆信号不断增强,矩形槽位置处磁记忆信号梯度变化加剧,磁记忆信号梯度值随外加载荷的增加而单调增大;外加载荷值相同时,磁记忆信号梯度随裂纹宽度先减小后增大,而非简单的线性关系。     

次表面偏折裂纹尖端力学行为的分布位错理论分析

目的 在复杂载荷作用下,采用理论方法求解半无限大平面内次表面偏折裂纹的力学性质.方法 根据叠加原理把问题分成两部分,其一采用弹性力学,其二采用分布位错原理,并利用Gauess-Chebyshev数值求解法进行求解,二者联合求解力学参量.结果 得到了偏折裂纹在相应偏折角下,不同深度、长度比、载荷比对裂纹尖端应力强度因子(SIF)的影响曲线,并分析在此工况下裂纹的扩展方向.应力强度因子,会随着偏折部分长度的增加而增大,随着裂纹埋置深度的增加而减小,随着裂纹横、剪载荷比的增加而增大.裂纹会沿着顺时针方向扩展并随着偏折角的增大而增大,靠近表面的一侧更容易发生扩展.结论 载荷比、裂纹埋置深度以及长度比较大时,裂纹更容易向表面扩展,从而形成开放裂纹,裂纹沿着顺时针方向扩展,且随偏折角的改变而改变.     

板坯角部横裂纹的控制实践

微合金化钢板坯角部横裂纹是长期困扰各大钢铁厂的难题。讨论角部横裂纹的产生机理,对角部横裂纹的工艺影响因素进行分析,并针对性地提出了控制角部横裂纹的措施。减少连铸中间包水口堵塞、控制氮含量不大于0.004 0%、关闭部分边部喷嘴、降低二冷水流量有利于控制外弧侧角部横裂纹;如果在内弧侧发现角部横裂纹,可以增加矫直段二冷水量以消除角部横裂纹。措施实施后角部横裂纹发生率由17%下降至平均4%以下。