直流电位法对Q235钢材表面裂纹的检测仿真

目的针对Q235钢材的表面裂纹,在电位法检测原理的基础上,进行有限元仿真模拟。方法首先,设计不同宽度、不同深度及不同的裂纹与激励夹角等多组方案仿真计算。其次,基于直流电位法原理的解析解与有限元模拟对比验证,证明其有限元模拟的准确性。结果不同宽度的表面裂纹,两侧的电位值不同,有明显的极值拐点,且随着裂纹宽度的增加,两侧的电压降趋势逐渐平缓。不同深度的表面裂纹,两侧的电位幅值随着裂纹深度增加而增大,最小可检测0.02 mm的裂纹深度。不同方向的裂纹,其周围的电场线疏密程度及走向趋势不一样,当夹角30o≤α≤90o时,直流电位法可以较好地检测表面裂纹。通过解析解验证有限元仿真结果,在裂纹处的电位信号趋势一致,幅值略有不同,表明结果可靠。结论直流电位法对Q235钢材表面不同宽度、不同深度及不同夹角的裂纹检测分辨率较好。该研究为电位法检测Q235钢材表面裂纹提供了一定的可行性依据,证明此检测方法具有重要的工程实用价值。