疲勞微裂紋的無(wú)損檢測(cè)與評(píng)估是評(píng)價(jià)材料性能的一項(xiàng)重要而具有挑戰(zhàn)性的工作。無(wú)損檢測(cè)技術(shù)具有多學(xué)科綜合交叉、理論與實(shí)踐密切結(jié)合、應(yīng)用性強(qiáng)等特點(diǎn),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(jì)算機(jī)科學(xué)等多個(gè)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(gè)產(chǎn)品制造過(guò)程和系統(tǒng)安全的基礎(chǔ)技術(shù)之一,無(wú)損檢測(cè)技術(shù)已成為國(guó)家大型和重點(diǎn)工程項(xiàng)目的安全保障。電磁熱成像無(wú)損檢測(cè)技術(shù)是一種多物理場(chǎng)耦合,利用材料電磁熱效應(yīng)進(jìn)行檢測(cè)和評(píng)估的一類新型無(wú)損檢測(cè)技術(shù)。它結(jié)合了電磁和紅外成像無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的優(yōu)勢(shì),具有檢測(cè)效率高、缺陷空間分辨率高、檢測(cè)結(jié)果直觀且易于存儲(chǔ)、非接觸檢測(cè)等優(yōu)點(diǎn)。該技術(shù)近年來(lái)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(guò)程中存在邊緣效應(yīng)和鄰近效應(yīng),對(duì)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(cè)和表征存在難度。傳感結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)直接決定了試件表面電磁場(chǎng)的分布狀態(tài)。同時(shí),傳感結(jié)構(gòu)也會(huì)影響檢測(cè)系統(tǒng)的檢測(cè)效率和自動(dòng)化水平。因此,新型傳感結(jié)構(gòu)對(duì)電磁熱成像檢測(cè)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(kāi)口磁軛的電磁熱傳感結(jié)構(gòu),... 

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

帶有缺陷試件的表面熱場(chǎng)

第二章新型開(kāi)口磁軛檢測(cè)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(jì)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(guò)路徑的橫截面積。磁路模型中，新型開(kāi)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(shí)，假設(shè)新型開(kāi)口磁軛部分的磁阻為1230。（1）對(duì)于鐵磁性材料試件，提離距離為零時(shí)：=0，31，32，3。因此，通過(guò)試件的磁通量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其他部分的磁通量。（2）對(duì)于非鐵磁性材料試件，提離距離為零時(shí)，=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(guò)磁軛之間空氣的磁通量較大。因此，對(duì)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(cè)模型圖圖3-4直導(dǎo)線及缺陷檢測(cè)模型3.3電磁熱場(chǎng)均勻性數(shù)值仿真實(shí)驗(yàn)研究新型開(kāi)口磁軛傳感檢測(cè)模型及三維坐標(biāo)示意圖如圖3-5所示。實(shí)驗(yàn)中，被測(cè)金屬平板型試件尺寸為厚度10mm，長(zhǎng)度100mm，寬度80mm，且試件中無(wú)缺陷。為了研究試件中感應(yīng)出的電磁場(chǎng)的均勻性，使用新型開(kāi)口磁軛傳感器對(duì)試件進(jìn)行激勵(lì)，然后記錄試件中電磁場(chǎng)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(qiáng)度，利用箭頭表示出試件中電磁場(chǎng)大小及方向。分別繪制x、y和z軸方向的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小變化曲線，計(jì)算變化范圍和大小，評(píng)估感應(yīng)磁場(chǎng)的均勻性。試件xzy000圖3-5檢測(cè)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(jiàn)，檢測(cè)區(qū)域的磁通密度遠(yuǎn)大于非檢測(cè)區(qū)域，且檢測(cè)區(qū)域內(nèi)磁通密度的變化較校試件表面的電磁場(chǎng)方向與大小示意圖如圖3-7所示，磁場(chǎng)的大小和方向由箭頭的長(zhǎng)度和方向表示，藍(lán)色矩形框中的區(qū)域即為檢測(cè)區(qū)域。由圖3-7可知，試件表面磁場(chǎng)方向與y軸平行，渦流方向則垂直于磁場(chǎng)方向，與x軸平行。由于新型開(kāi)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(chǎng)的分布。試件中感應(yīng)電磁場(chǎng)的分布不是雜亂無(wú)章的，而是具有

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



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