永磁激励下应力检测方法的研究

论文摘要

本文针对磁场检测应力集中区域技术对铁磁材料的早期检测问题,研究了磁场环境下检测应力集中区域的方法,金属材料应力集中区域的存在对磁信号的影响,通过一系列的理论研究、仿真分析和实验总结,对检测方法进行了细致的理论分析与总结研究。课题研究以磁场检测理论与铁磁材料逆磁致伸缩效应为基础,研究永磁激励下检测技术在应力集中区域检测中的影响因素,得出励磁磁极位置、被检测管道与磁极的磁化距离等因素对应力集中区域检测有重要的影响,并运用有限元仿真分析的理论为依据,通过对铁磁材料表面进行磁场的有限元仿真,分析检测对象表面磁信号的变化情况,并研究存在应力集中区域对漏磁信号特征、磁信号变化的影响,得出运用磁场环境下应用漏磁检测应力集中区域的检测方法分析铁磁材料表面应力集中区域磁信号的变化。运用实验验证理论分析的正确性,以钢板为对象在不同检测环境下进行检测,实验通过霍尔传感器检测钢板表面的磁信号,检测数据通过UA301数据采集卡传输到计算机,进行存储和运算,并分析实验数据,证明漏磁检测方法可以满足定性的检测要求,且磁化距离高度的不同影响表面磁信号不同变化情况。结果表明,漏磁检测实验得到铁磁材料表面应力集中区域磁信号的变化情况,验证应力集中的存在引起磁信号的变化。课题完成了对永磁激励下检测应力集中区域的检测方法研究,用有限元仿真分析和实验的方法验证应力集中区域检测方法的可行性,得出漏磁检测方法可以检测出金属材料应力集中区域的应力变化,作为铁磁材料应力集中区域的检测手段。进一步完善了漏磁检测铁磁材料应力集中的理论研究和实践运用。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究目的
• 1.2 课题研究意义
• 1.3 应力集中区域检测技术的研究现状
• 1.4 课题主要研究内容
• 第二章 漏磁检测应力集中区域基本检测原理
• 2.1 无损检测理论
• 2.2 漏磁检测原理
• 2.3 铁磁材料应力集中区域检测原理
• 2.4 本章小结
• 第三章 有限元仿真分析
• 3.1 ANSYS有限元仿真原理及其应用
• 3.1.1 有限元仿真原理
• 3.1.2 ANSYS仿真方面的应用
• 3.2 磁场的ANSYS有限元仿真
• 3.2.1 有限元仿真流程
• 3.2.2 磁场仿真过程与结果分析
• 3.3 本章小结
• 第四章 应力集中区域漏磁检测实验研究
• 4.1 双极磁极励磁磁极后部检测实验
• 4.1.1 检测原理与方法
• 4.1.2 钢条应力集中区域检测步骤
• 4.1.3 实验所得数据曲线
• 4.1.4 数据分析与结论
• 4.2 双极磁极励磁磁极中部检测实验
• 4.2.1 检测原理与方法
• 4.2.2 检测的步骤
• 4.2.3 实验所得数据曲线
• 4.2.4 数据分析与结论
• 4.3 单级磁极励磁磁极后部检测实验
• 4.3.1 检测原理与方法
• 4.3.2 检测的步骤
• 4.3.3 实验所得数据曲线
• 4.3.4 数据分析与结论
• 4.4 本章小结
• 第五章 结论
• 参考文献
• 附录A ANSYS仿真APDL命令程序
• 在学研究成果
• 致谢