疲勞微裂紋的無損檢測與評估是評價材料性能的一項重要而具有挑戰(zhàn)性的工作。無損檢測技術(shù)具有多學(xué)科綜合交叉、理論與實踐密切結(jié)合、應(yīng)用性強等特點,涵蓋了工程學(xué)、物理學(xué)、材料學(xué)、電子學(xué)、控制科學(xué)、信息科學(xué)以及計算機科學(xué)等多個學(xué)科,涉及聲、光、熱、電、磁、力等多種物理現(xiàn)象與物理規(guī)律。作為現(xiàn)代工業(yè)中保障整個產(chǎn)品制造過程和系統(tǒng)安全的基礎(chǔ)技術(shù)之一,無損檢測技術(shù)已成為國家大型和重點工程項目的安全保障。電磁熱成像無損檢測技術(shù)是一種多物理場耦合,利用材料電磁熱效應(yīng)進行檢測和評估的一類新型無損檢測技術(shù)。它結(jié)合了電磁和紅外成像無損檢測技術(shù)的優(yōu)勢,具有檢測效率高、缺陷空間分辨率高、檢測結(jié)果直觀且易于存儲、非接觸檢測等優(yōu)點。該技術(shù)近年來發(fā)展迅速,展示出了較好的應(yīng)用前景,但該技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用仍然存在一些挑戰(zhàn)。由于電磁感應(yīng)過程中存在邊緣效應(yīng)和鄰近效應(yīng),對于幾何形狀復(fù)雜和形狀不規(guī)則的導(dǎo)體,其微裂紋檢測和表征存在難度。傳感結(jié)構(gòu)的設(shè)計直接決定了試件表面電磁場的分布狀態(tài)。同時,傳感結(jié)構(gòu)也會影響檢測系統(tǒng)的檢測效率和自動化水平。因此,新型傳感結(jié)構(gòu)對電磁熱成像檢測系統(tǒng)優(yōu)化具有重要的意義。本文提出了一種基于新型開口磁軛的電磁熱傳感結(jié)構(gòu),... 

【文章來源】：電子科技大學(xué)四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：89 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

帶有缺陷試件的表面熱場

第二章新型開口磁軛檢測系統(tǒng)理論研究25圖2-10新型磁軛傳感結(jié)構(gòu)的磁路模型第I部分、第II部分和第III部分的磁阻分別表示為1、2和3。根據(jù)磁阻的計算公式，1，2和3可以表示為：1=1+1=101+2(2-47)2=2+2=202+(2-48)3=3++=+0+(2-49)其中0，和分別為空氣、磁軛和試件的磁導(dǎo)率；1，2，，和分別為第I部分空氣、第II部分空氣、第III部分空氣、磁軛和試件中的磁通經(jīng)過路徑的橫截面積。磁路模型中，新型開口磁軛的磁導(dǎo)率遠(yuǎn)大于空氣磁導(dǎo)率和試件磁導(dǎo)率，即>>，>>0。鐵磁性材料的磁導(dǎo)率遠(yuǎn)大于空氣的磁導(dǎo)率，即>>0。非鐵磁性材料的磁導(dǎo)率與空氣磁導(dǎo)率相等，即0。故在分析各部分磁通量大小時，假設(shè)新型開口磁軛部分的磁阻為1230。（1）對于鐵磁性材料試件，提離距離為零時：=0，31，32，3。因此，通過試件的磁通量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其他部分的磁通量。（2）對于非鐵磁性材料試件，提離距離為零時，=0。2為第II部分中磁軛之間空氣在磁通路徑上的橫截面積，由于試件磁導(dǎo)率與空氣磁導(dǎo)率相同，通過磁軛之間空氣的磁通量較大。因此，對于非鐵磁性材料，非鐵磁性試件和磁極之間

電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文38（a）直導(dǎo)線傳感器缺陷導(dǎo)體直導(dǎo)線（b）直導(dǎo)線傳感檢測模型圖圖3-4直導(dǎo)線及缺陷檢測模型3.3電磁熱場均勻性數(shù)值仿真實驗研究新型開口磁軛傳感檢測模型及三維坐標(biāo)示意圖如圖3-5所示。實驗中，被測金屬平板型試件尺寸為厚度10mm，長度100mm，寬度80mm，且試件中無缺陷。為了研究試件中感應(yīng)出的電磁場的均勻性，使用新型開口磁軛傳感器對試件進行激勵，然后記錄試件中電磁場的分布，包含磁通密度的大小和方向、渦流密度大小和方向，利用色譜圖像可以更加直觀地觀察分布規(guī)律以及強度，利用箭頭表示出試件中電磁場大小及方向。分別繪制x、y和z軸方向的磁感應(yīng)強度大小變化曲線，計算變化范圍和大小，評估感應(yīng)磁場的均勻性。試件xzy000圖3-5檢測模型及三維坐標(biāo)示意圖圖3-6所示為被檢試件表面的磁通密度分布示意圖。由圖3-6可見，檢測區(qū)域的磁通密度遠(yuǎn)大于非檢測區(qū)域，且檢測區(qū)域內(nèi)磁通密度的變化較校試件表面的電磁場方向與大小示意圖如圖3-7所示，磁場的大小和方向由箭頭的長度和方向表示，藍色矩形框中的區(qū)域即為檢測區(qū)域。由圖3-7可知，試件表面磁場方向與y軸平行，渦流方向則垂直于磁場方向，與x軸平行。由于新型開口磁軛具有匯集和引導(dǎo)磁通的作用，磁軛首先將線圈中產(chǎn)生的磁力線匯聚至磁軛中，然后再導(dǎo)入到試件中，引導(dǎo)試件中磁場的分布。試件中感應(yīng)電磁場的分布不是雜亂無章的，而是具有

【參考文獻】：
期刊論文
[1]鐵路鋼軌缺陷傷損巡檢與監(jiān)測技術(shù)綜述[J]. 田貴云,高斌,高運來,王平,王海濤,石永生.  儀器儀表學(xué)報. 2016(08)
[2]鋼軌探傷車自主化超聲檢測系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)[J]. 張玉華,許貴陽,李培,石永生,黃筱妍.  中國鐵道科學(xué). 2015(05)

碩士論文
[1]磁芯環(huán)線圈感應(yīng)熱像系統(tǒng)[D]. 趙健.電子科技大學(xué) 2018



本文編號：3246397