金属栅格夹心板焊部缺陷的水浸超声定量检测研究

金属栅格夹心板是一种新型多功能材料,其力学性能取决于面板和夹层的焊接质量.为了保证加工过程中的焊接质量以及构件的安全使用,需要采取有效的无损检测方法对焊点质量进行检测.基于水浸超声具有高分辨率、聚焦等优点,本文对水浸超声聚焦法检测金属栅格夹心板焊部缺陷的可行性进行了实验研究,探讨了实验中影响检测结果的主要因素,并对检测误差进行了初步分析.     

基于直流电位法的泡沫金属定量无损检测方法

提出一种基于直流电位法的泡沫金属定量无损检测方法。该方法采用主元分析前馈神经网络求解逆问题,对内部缺陷进行定量。正问题求解采用有限元方法。为解决三维直流电场分析中庞大的节点数及神经网络所需大量训练数据带来的计算资源问题,开发了一种基于知识库的快速直流电位分布计算方法。算例结果表明,神经网络可有效用于泡沫金属的定量无损检测;所提出的快速算法可大大缩短计算时间且具有较高计算精度。     

基于振动特性的点阵桁架夹心板损伤检测数值模拟

研究了基于振动特性的点阵桁架夹心板损伤识别。首先,通过与已有的结果对比,验证了点阵桁架夹心板有限元模型的正确性。然后,基于此模型对包含不同位置不同程度脱焊损伤的点阵桁架夹心板的固有频率和模态振型进行了计算和比较,分析了脱焊损伤与结构固有频率、模态振型之间的关系。研究结果为进一步进行点阵桁架夹心板脱焊损伤检测奠定了基础。     

基于非线性涡流的结构材料塑性损伤评价

基于非线性涡流(nonlinear eddy current,简称NEC)检测技术搭建了实验系统,对Q195碳素钢和304奥氏体不锈钢两种常用核电结构材料的塑性损伤程度进行无损定量评价研究。发现材料的塑性损伤程度与非线性涡流检测信号频谱图中基频幅值、三次谐波幅值存在一定线性关系。不同材料的线性关系存在差异,Q195碳素钢的检测信号随损伤程度增大而下降,304奥氏体不锈钢的检测信号随损伤程度增大而上升。通过开发实验系统、进行塑性变形导入和非线性涡流检测实验,分析检测信号与塑性变形程度的相关性,发现检测信号中基波幅值及三次谐波幅值与检测试件的塑性变形程度具有良好相关性,验证了本研究方法对两种典型核电结构材料塑性变形无损定量评价的有效性与可行性。     

基于交变磁场红外热像的磁性水凝胶缺陷检测

磁性水凝胶是具有磁性纳米粒子的水凝胶,具有独特的磁响应特性,被广泛应用于组织工程支架、生物工程细胞分离、药物载体和环境工程等方面。磁性水凝胶的磁性纳米粒子的分布对其磁响应有着决定性的作用,因此,对于磁性水凝胶的磁性均匀性分析是十分必要的。目前,对于磁性水凝胶的无损检测手段基本空白,鲜见文献报道。磁性水凝胶中磁性纳米粒子在交变磁场作用下由于弛豫作用会产生热量。基于以上研究背景,研究针对磁性水凝胶材料开发一种新型无损检测手段:基于交变磁场的红外热成像检测方法。通过对磁性水凝胶和铜粉硅胶板的检测,验证磁性水凝胶在交变磁场作用下的发热原理;通过对不同浓度磁性水凝胶的检测,验证利用交变磁场的红外热成像对磁性水凝胶中磁性纳米粒子均匀性分析的可行性,并对磁性水凝胶中磁性粒子分布不均、气泡缺陷分别进行检测,结果显示均能较好地检出;基于理论分析得出磁性水凝胶在交变磁场作用下的表面温升速率与其磁性纳米粒子浓度存在线性关系的猜想,通过对不同浓度水凝胶的检测得到的数据进行拟合,证实磁性水凝胶中磁性纳米粒子的浓度与其表面温升速率存在线性关系。     

构件损伤脉冲调制涡流检测探头新构型及 性能综合分析

金属构件在加工制造和服役期间常出现腐蚀、裂纹等结构型损伤,影响结构完整性,威胁设备安全运行.因此,对金属构件实施高效无损定量检测非常重要.基于传统涡流检测探头结构,提出一种漏斗形磁芯探头新构型,可在脉冲调制涡流检测中有效提高对表面和背面缺陷的检测灵敏度.针对所提探头,通过建立其解析模型并推导检测信号解析表达式,系统探究该探头的检测性能.仿真研究表明,所提漏斗形磁芯探头在金属构件表面和背面减薄缺陷检测中具有更高灵敏度,并开展系列实验研究.实验研究在验证仿真结论的同时,进一步证实所提漏斗形磁芯探头在提升金属构件表面与背面局部腐蚀缺陷检测灵敏度方面的有效性.     

基于脉冲涡流差分信号提离交汇点的亚表面层材质劣化检测技术理论研究

多层金属结构广泛应用于石油、化工、航天和能源等工业领域的大型、复杂装备中。由于服役工况一般较为恶劣,该结构亚表面层材质性能会出现劣化,直接威胁到大型、复杂装备的安全运转。通过脉冲涡流检测理论仿真,发现了一种基于脉冲涡流差分信号的新型提离交汇点。通过对该交汇点的特性研究,提出了一种能够对多层结构亚表面层材质劣化进行检测和评估的方法。由于当前的脉冲涡流检测技术主要针对金属结构表面层材质劣化进行检测,所以该方法的提出拓展了脉冲涡流检测技术的应用领域。通过数值仿真,所提方法的正确性及实用性得到了验证。     

基于暂态磁场梯度信号的脉冲涡流无损检测和定量评估技术

脉冲涡流检测技术是目前对多层金属结构实施有效检测和定量评估的无损检测方法之一。传统脉冲涡流检测技术基于电磁感应原理,采用感应线圈或磁场传感器采集暂态磁场信号,以实现对多层金属结构内部缺陷的定位、识别以及量化评估。文章提出一种新型脉冲涡流检测技术,该技术主要基于已在核磁共振成像(MRI)领域得到应用的磁场梯度测量技术,将磁场梯度信号测量与脉冲涡流检测相结合,以实现对多层金属结构脉冲涡流检测灵敏度的提高。基于ETREE解析法,建立了所提方法的理论模型,推导了脉冲涡流检测磁场梯度信号理论表达式。通过仿真和试验,证明了该方法在多层金属结构亚表面材质劣化检测中的优势。     

Ar瞬态方程非线性涡流检测信号数值模拟研究

针对一个简化的三维铁磁性材料数值计算模型,对其非线性涡流检测信号进行数值模拟研究。基于Ar瞬态方程的基本原理改良并开发用于计算非线性涡流检测信号的数值模拟程序,得出非线性涡流检测信号与磁性材料因塑性变形而产生的磁导率变化之间的相关性。对比非线性涡流数值模拟结果和实验检测结果表明:塑性变形导致的磁导率变化是非线性涡流检测信号变化的直接诱因。     

电磁无损检测中的自然磁化分布反演方法——双层平面分布磁荷重构

文章就一种简化的典型三维磁化数值计算模型——双层平面分布磁化的反演重构进行了数值研究。重构中采用了最速下降优化算法并选择磁荷作为磁化的表征量,解决了磁化分布反演中的不适定问题。具体内容包括：①推导了双层平面磁荷分布重构问题的控制方程。②提出了一种有效的初值选取方法,对双层平面磁荷分布的重构问题进行了正则化,形成了双层磁荷分布重构算法。③对多组模拟检测信号,对相应磁荷分布进行了重构计算。数值计算结果验证了所提算法对双层平面磁荷分布重构的有效性。