本文關(guān)鍵詞：脈沖渦流檢測(cè)有限元仿真分析及檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：脈沖渦流無損檢測(cè)技術(shù)是近年來發(fā)展起來的一種新的無損檢測(cè)技術(shù),它不需要改變測(cè)試參數(shù)的設(shè)置,一次掃描就可以完成對(duì)大面積復(fù)雜結(jié)構(gòu)的檢測(cè),它在缺陷的定量檢測(cè)方面表現(xiàn)出較強(qiáng)的優(yōu)勢(shì),是很有發(fā)展?jié)摿Φ囊环N無損檢測(cè)技術(shù)。本文詳細(xì)研究了脈沖渦流檢測(cè)的基本原理和相關(guān)理論；研究了脈沖渦流檢測(cè)系統(tǒng)的有限元建模方法,并仿真了脈沖渦流檢測(cè)試驗(yàn),根據(jù)仿真結(jié)果驗(yàn)證或得出了脈沖渦流的相關(guān)檢測(cè)方法以及若干規(guī)律；研究了傳統(tǒng)渦流檢測(cè)傳感器的缺點(diǎn)并結(jié)合仿真結(jié)果得出了改進(jìn)方法,提出了一種新的基于TMR的脈沖渦流陣列探頭；研究了脈沖渦流檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法,提出各模塊部分的實(shí)現(xiàn)要點(diǎn)。利用有限元分析軟件ANSYS建立了脈沖渦流檢測(cè)系統(tǒng)的有限元模型,對(duì)脈沖渦流檢測(cè)試驗(yàn)進(jìn)行了瞬態(tài)仿真,仿真結(jié)果與理論分析一致,可驗(yàn)證或得出以下結(jié)論：(1)瞬態(tài)感應(yīng)電壓過零時(shí)間只與缺陷深度有關(guān),提取過零時(shí)間可以實(shí)現(xiàn)缺陷深度的定量檢測(cè)。(2)觀察感應(yīng)電壓峰值曲線是否發(fā)生突變可以判斷是否識(shí)別出了被測(cè)件中的深層缺陷。(3)在檢測(cè)較厚的板材時(shí)應(yīng)適當(dāng)降低激勵(lì)頻率。(4)當(dāng)缺陷存在時(shí),垂直方向磁感應(yīng)強(qiáng)度分量在對(duì)應(yīng)缺陷兩端附近位置出現(xiàn)極值,水平方向磁感應(yīng)強(qiáng)度分量減小。通過對(duì)脈沖渦流檢測(cè)中檢測(cè)線圈傳感器參數(shù)變化的諧波分析得出如下結(jié)論：(1)隨著提離增大,探頭線圈的阻抗會(huì)減小。(2)探頭線圈外徑不變時(shí),隨著線圈內(nèi)徑增大,探頭線圈的阻抗會(huì)增加,被測(cè)試件中渦流密度最大值會(huì)減小且出現(xiàn)最大值的位置不發(fā)生明顯改變。(3)探頭線圈內(nèi)徑不變時(shí),隨著線圈外徑增大,被測(cè)試件中渦流密度最大值會(huì)增大且出現(xiàn)最大值的位置會(huì)逐漸遠(yuǎn)離中心位置。(4)同一個(gè)檢測(cè)線圈在相同的檢測(cè)條件下通常會(huì)因?yàn)楸粶y(cè)件材料不同而得到不同輸出。(5)隨著激勵(lì)頻率減小,渦流滲透范圍增大,線圈阻抗也下降。(6)隨著激勵(lì)頻率降低,檢測(cè)線圈內(nèi)部的磁感應(yīng)強(qiáng)度降低,意味著線圈的靈敏度降低。結(jié)合仿真結(jié)論,提出了脈沖渦流檢測(cè)系統(tǒng)總體方案,對(duì)脈沖渦流檢測(cè)系統(tǒng)關(guān)鍵部件一一渦流檢測(cè)探頭和脈沖信號(hào)發(fā)生器的設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了詳細(xì)研究。優(yōu)化的傳感器布置方式對(duì)空間擾動(dòng)磁場(chǎng)的測(cè)量更加全面,克服了掃描路徑對(duì)缺陷方向的選擇性。采用的TMR磁場(chǎng)傳感器具有極高的靈敏度和相比其他磁場(chǎng)傳感器更寬的線性范圍。設(shè)計(jì)的基于TMR的脈沖渦流陣列探頭具有適用于不同檢測(cè)場(chǎng)合的多種使用方式�；贏D9854的DDS脈沖信號(hào)發(fā)生器可生成精度非常高的脈沖信號(hào),頻率分辨率可達(dá)7E-8Hz。
【關(guān)鍵詞】：脈沖渦流 有限元仿真 渦流探頭設(shè)計(jì) TMR磁場(chǎng)傳感器 DDS信號(hào)發(fā)生器
【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TH878
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-12
• 第一章 緒論12-22
• 1.1 課題來源與意義12-14
• 1.2 渦流無損檢測(cè)技術(shù)發(fā)展與研究現(xiàn)狀14-19
• 1.2.1 渦流無損檢測(cè)技術(shù)簡(jiǎn)介14-15
• 1.2.2 渦流無損檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展歷程15-17
• 1.2.3 渦流檢測(cè)系統(tǒng)的研發(fā)現(xiàn)狀17-18
• 1.2.4 脈沖渦流無損檢測(cè)技術(shù)的研究趨勢(shì)18-19
• 1.3 論文主要研究?jī)?nèi)容19-22
• 第二章 脈沖渦流技術(shù)的理論基礎(chǔ)22-32
• 2.1 引言22
• 2.2 電磁場(chǎng)基本方程組22-24
• 2.3 脈沖渦流檢測(cè)原理24-26
• 2.3.1 脈沖渦流檢測(cè)原理分析24-25
• 2.3.2 瞬態(tài)感應(yīng)電壓信號(hào)的時(shí)域特征量及分析25-26
• 2.4 脈沖渦流中的提離效應(yīng)與集膚效應(yīng)26-29
• 2.4.1 脈沖渦流中的提離效應(yīng)26-27
• 2.4.2 脈沖渦流中的集膚效應(yīng)27-29
• 2.5 脈沖渦流空間擾動(dòng)磁場(chǎng)分布29-30
• 2.6 本章小結(jié)30-32
• 第三章 脈沖渦流檢測(cè)有限元仿真分析32-58
• 3.1 引言32
• 3.2 有限元分析軟件ANSYS介紹32
• 3.3 ANSYS有限元分析過程32-33
• 3.4 脈沖渦流檢測(cè)系統(tǒng)的有限元建模33-39
• 3.4.1 問題規(guī)定33-34
• 3.4.2 實(shí)體建模34-37
• 3.4.3 劃分網(wǎng)格37-38
• 3.4.4 施加載荷38
• 3.4.5 ANSYS參數(shù)化設(shè)計(jì)語言38-39
• 3.5 脈沖渦流檢測(cè)的有限元瞬態(tài)仿真分析39-45
• 3.5.1 仿真模型與參數(shù)設(shè)置39
• 3.5.2 缺陷深度定量仿真39-41
• 3.5.3 深層缺陷檢測(cè)仿真41-42
• 3.5.4 激勵(lì)頻率仿真研究42-43
• 3.5.5 二維磁場(chǎng)仿真分析43-45
• 3.6 渦流檢測(cè)相關(guān)規(guī)律的諧波仿真分析45-55
• 3.6.1 仿真模型與參數(shù)設(shè)置45-46
• 3.6.2 提離對(duì)檢測(cè)線圈參數(shù)的影響46-48
• 3.6.3 直徑對(duì)檢測(cè)線圈參數(shù)的影響48-52
• 3.6.4 被測(cè)試件材料對(duì)檢測(cè)線圈參數(shù)的影響52-54
• 3.6.5 激勵(lì)頻率對(duì)檢測(cè)線圈參數(shù)的影響54-55
• 3.6.6 檢測(cè)線圈的低頻性能分析55
• 3.7 本章小結(jié)55-58
• 第四章 基于TMR的脈沖渦流陣列探頭設(shè)計(jì)58-70
• 4.1 引言58
• 4.2 渦流檢測(cè)探頭設(shè)計(jì)思路分析58-59
• 4.3 渦流探頭檢測(cè)元件性能分析59-63
• 4.3.1 線圈式探頭的固有缺點(diǎn)59-60
• 4.3.2 檢測(cè)元件低頻性能分析60-61
• 4.3.3 檢測(cè)元件磁場(chǎng)測(cè)量局限性分析61-63
• 4.4 陣列渦流探頭使用分析63-64
• 4.5 TMR磁場(chǎng)傳感器64-66
• 4.6 基于TMR的脈沖渦流陣列探頭設(shè)計(jì)66-68
• 4.6.1 渦流探頭設(shè)計(jì)方案66-67
• 4.6.2 使用方式及適用檢測(cè)場(chǎng)合分析67-68
• 4.7 本章小結(jié)68-70
• 第五章 脈沖渦流檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究70-78
• 5.1 引言70
• 5.2 脈沖渦流檢測(cè)系統(tǒng)總體方案70-72
• 5.3 脈沖信號(hào)發(fā)生器72-75
• 5.3.1 常見脈沖信號(hào)發(fā)生器72-73
• 5.3.2 基于AD9854的脈沖信號(hào)發(fā)生器73-74
• 5.3.3 脈沖激勵(lì)信號(hào)的頻率選取74-75
• 5.4 信號(hào)調(diào)理電路75-76
• 5.5 數(shù)據(jù)采集卡76
• 5.6 上位機(jī)及檢測(cè)信號(hào)處理程序76-77
• 5.7 本章小結(jié)77-78
• 第六章 結(jié)論與展望78-82
• 6.1 本文主要研究成果及結(jié)論78-79
• 6.2 工作展望79-82
• 致謝82-84
• 參考文獻(xiàn)84-88
• 附錄 (攻讀學(xué)位期間發(fā)表成果)88

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫 前7條

1 張輝;楊賓峰;王曉鋒;趙玉豐;;脈沖渦流檢測(cè)中參數(shù)影響的仿真分析與實(shí)驗(yàn)研究[J];空軍工程大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2012年01期

2 任吉林;渦流檢測(cè)技術(shù)近20年的進(jìn)展[J];無損檢測(cè);1998年05期

3 林俊明;;淺析多頻渦流與脈沖渦流檢測(cè)技術(shù)間的關(guān)系[J];無損檢測(cè);2012年03期

4 李偉;陳國(guó)明;;U型ACFM激勵(lì)探頭的仿真分析[J];系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào);2007年14期

5 楊賓峰,羅飛路;脈沖渦流無損檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用研究[J];儀表技術(shù)與傳感器;2004年08期

6 李龍奎,蘇俊宏,徐均琪,王笑丹;基于ANSYS的二維諧性磁場(chǎng)分析[J];應(yīng)用光學(xué);2005年06期

7 白楊;王益祥;;一種基于脈沖渦流無損檢測(cè)技術(shù)的硬度分選儀的設(shè)計(jì)[J];機(jī)械制造與自動(dòng)化;2014年03期

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 楊賓峰;脈沖渦流無損檢測(cè)若干關(guān)鍵技術(shù)研究[D];國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2006年

  本文關(guān)鍵詞：脈沖渦流檢測(cè)有限元仿真分析及檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號(hào)：253739