本文關(guān)鍵詞：基于力磁效應(yīng)的角焊縫缺陷檢測(cè)實(shí)驗(yàn)與有限元仿真對(duì)比研究

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【摘要】：角焊縫是一種在鋼結(jié)構(gòu)中應(yīng)用廣泛的焊縫,常常工作在極其惡劣的環(huán)境中,容易發(fā)生損傷造成安全事故,因此對(duì)角焊縫的檢測(cè)顯得尤為重要。金屬磁記憶技術(shù)是一項(xiàng)新的無(wú)損檢測(cè)技術(shù),既能檢測(cè)宏觀損傷,還可檢測(cè)隱性損傷。本文將磁記憶技術(shù)應(yīng)用到角焊縫檢測(cè)中,通過(guò)實(shí)驗(yàn)和有限元仿真等方法分析了角焊縫處的磁記憶信號(hào)變化規(guī)律。在理論分析的基礎(chǔ)上,對(duì)相交管道和壓力容器的角焊縫磁記憶檢測(cè)實(shí)驗(yàn),結(jié)果表明:隨著內(nèi)壓的增大,角焊縫缺陷附近的法向磁記憶信號(hào)和切向磁記憶信號(hào)峰峰值和梯度值均在不斷增大。對(duì)于相交管道角焊縫而言,相比于直焊縫,斜焊縫的峰峰值較大,說(shuō)明隨著角焊縫角度的減小,其峰峰值不斷增大,損傷程度加劇。通過(guò)ANSYS有限元軟件對(duì)內(nèi)壓作用下的角焊縫實(shí)驗(yàn)進(jìn)行有限元模擬,得出不同狀態(tài)下的角焊縫的應(yīng)力分布并進(jìn)行力磁耦合。由于ANSYS不能直接模擬力磁耦合,因此需找一種合理的力磁耦合模型和方法來(lái)進(jìn)行ANSYS分析。本文首先利用ANSYS對(duì)角焊縫進(jìn)行應(yīng)力分析,得到不同內(nèi)壓下的應(yīng)力分布,然后通過(guò)能量守恒原理推導(dǎo)得出應(yīng)力與磁導(dǎo)率的等效關(guān)系,從而將力磁耦合問(wèn)題轉(zhuǎn)化為ANSYS磁場(chǎng)分析問(wèn)題,進(jìn)而得出不同應(yīng)力下的磁感應(yīng)強(qiáng)度分布情況。最后將有限元仿真結(jié)果與磁記憶檢測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,得出磁記憶實(shí)測(cè)曲線(xiàn)與有限元仿真的磁感應(yīng)強(qiáng)度分布曲線(xiàn)是一致的。最后通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)角焊縫磁記憶檢測(cè)表明磁記憶檢測(cè)可以應(yīng)用于工程實(shí)際,促進(jìn)了角焊縫磁記憶檢測(cè)領(lǐng)域的發(fā)展。
【關(guān)鍵詞】：力磁效應(yīng) 角焊縫 缺陷檢測(cè) 有限元仿真
【學(xué)位授予單位】：東北石油大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TG441.7
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 緒論8-13
• 1.1 背景目的及意義8
• 1.2 磁記憶檢測(cè)技術(shù)概念8-9
• 1.3 磁記憶檢測(cè)的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-11
• 1.4 角焊縫檢測(cè)方面的研究現(xiàn)狀及分析11-12
• 1.4.1 角焊縫常用無(wú)損檢測(cè)方法11
• 1.4.2 角焊縫檢測(cè)研究現(xiàn)狀11-12
• 1.5 主要研究?jī)?nèi)容12-13
• 第二章 磁記憶檢測(cè)技術(shù)研究13-20
• 2.1 物質(zhì)的磁化13-14
• 2.1.1 弱磁物質(zhì)的磁化13-14
• 2.1.2 鐵磁物質(zhì)的磁化14
• 2.1.3 磁滯回線(xiàn)14
• 2.2 磁機(jī)械效應(yīng)14-15
• 2.2.1 磁扭轉(zhuǎn)效應(yīng)及其逆效應(yīng)15
• 2.2.2 磁彈性效應(yīng)15
• 2.2.3 自發(fā)磁化強(qiáng)度的壓力效應(yīng)15
• 2.3 金屬磁記憶檢測(cè)原理15-17
• 2.3.1 磁記憶檢測(cè)原理15-17
• 2.3.2 地磁場(chǎng)的作用17
• 2.4 金屬磁記憶檢測(cè)特點(diǎn)17-18
• 2.5 金屬磁記憶檢測(cè)設(shè)備18-19
• 2.6 本章小結(jié)19-20
• 第三章 管匯處直角與斜角角焊縫磁記憶檢測(cè)實(shí)驗(yàn)20-27
• 3.1 實(shí)驗(yàn)材料20-21
• 3.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備21
• 3.3 實(shí)驗(yàn)方案及過(guò)程21-22
• 3.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析22-26
• 3.4.1 不同載荷下直角焊縫MMM信號(hào)變化規(guī)律22-24
• 3.4.2 不同載荷下，斜角焊縫MMM信號(hào)變化規(guī)律24-25
• 3.4.3 直角與斜角角焊縫MMM信號(hào)對(duì)比25-26
• 3.5 本章小結(jié)26-27
• 第四章 壓力容器直角角焊縫磁記憶檢測(cè)實(shí)驗(yàn)27-34
• 4.1 實(shí)驗(yàn)材料及設(shè)備27
• 4.2 實(shí)驗(yàn)方案27-29
• 4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析29-33
• 4.3.1 1 號(hào)件磁記憶測(cè)試數(shù)據(jù)及分析29-30
• 4.3.2 2 號(hào)件磁記憶測(cè)試數(shù)據(jù)及分析30-31
• 4.3.3 3 號(hào)件磁記憶測(cè)試數(shù)據(jù)及分析31-33
• 4.4 本章小結(jié)33-34
• 第五章 角焊縫有限元力磁仿真與現(xiàn)場(chǎng)磁記憶檢測(cè)34-56
• 5.1 ANSYS軟件概述34-36
• 5.1.1 ANSYS分析類(lèi)型34-35
• 5.1.2 ANSYS軟件組成35
• 5.1.3 ANSYS耦合場(chǎng)分析35-36
• 5.2 力磁耦合模型介紹36-39
• 5.3 相交管道角焊縫有限元仿真39-49
• 5.3.1 相交管道角焊縫應(yīng)力有限元計(jì)算39-43
• 5.3.2 相交管道角焊縫力磁耦合ANSYS計(jì)算43-45
• 5.3.3 相交管道角焊縫力磁耦合ANSYS結(jié)果分析45-49
• 5.4 壓力容器角焊縫有限元仿真49-52
• 5.4.1 壓力容器角焊縫應(yīng)力有限元計(jì)算49-50
• 5.4.2 壓力容器角焊縫力磁耦合ANSYS計(jì)算50-51
• 5.4.3 壓力容器角焊縫力磁耦合ANSYS結(jié)果分析51-52
• 5.5 現(xiàn)場(chǎng)磁記憶檢測(cè)52-55
• 5.6 本章小結(jié)55-56
• 結(jié)論56-57
• 參考文獻(xiàn)57-60
• 作者簡(jiǎn)介、發(fā)表文章及研究成果目錄60-61
• 致謝61-62

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