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铁磁构件表层裂纹漏磁分析及检测仪器研究

韩亮  
【摘要】:铁磁材料作为日常生产生活中所使用的重要金属材料,被广泛用于机械,铁路,桥梁,石油,化工等重要行业和部门。随着相关设备朝着高温、高压、高速、高载的方向不断发展,保障设备运行的安全性将显得更加重要。影响设备运行安全性的因素很多,其中构件裂纹是最严重的,因此它很早就成为保障安全性的重要检测对象。而漏磁检测作为一种新兴的检测技术,受到各国科研人员的重视。近年来,在漏磁检测理论方面取得了比较大的进步,并研制出了相应的检测设备投入到实际的裂纹检测当中,但都还存在一些不足之处。 针对铁磁构件裂纹损伤检测方法和仪器应用技术现状,论文建立了V型裂纹漏磁场分析模型,得出了平板式铁磁构件表面裂纹附近指定探测点处的漏磁场理论表达式,并采用MATLAB软件编程进行全面的仿真分析,得出了漏磁场的法向分量与裂纹开口宽度的关系曲线、漏磁场的法向分量与裂纹深度的关系曲线、漏磁场的法向分量与裂纹长度的关系曲线;得出裂纹漏磁场法向分量过零点、漏磁场切向分量出现最大值或漏磁场切向分量出现裂纹端部过零点的漏磁场分布特性。根据理论分析得出的裂纹漏磁场特征,设计制作了阵列式的裂纹检测装置和检测平台,并通过进一步的软硬件设计,得到了基于地磁场的铁磁构件表面裂纹漏磁检测系统。 通过对带有V型裂纹的平板铁磁构件进行定量检测,对圆形铁磁管件及外形不规则铁磁构件进行定性检测,大量实验表明:论文理论分析得出的三维漏磁场分析模型与检测结果能够较好的吻合,对分析预测裂纹的几何参数具有一定的指导意义,根据漏磁模型研制的检测系统能够对平板式铁磁构件实现初步的定量检测,并可对外形不规则铁磁构件实现裂纹缺陷的定性检测,论证了文章理论的正确性以及漏磁检测系统的有效性。


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