含有缺陷脉冲涡流检测系统数值建模方法地研究

《含有缺陷脉冲涡流检测系统数值建模方法地研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、分类号密级注1UDC学位论文含有缺陷的脉冲涡流检测系统的数值建模方法研究（题名和副题名）刘鑫华（作者姓名）指导教师于亚婷副教授电子科技大学成都（姓名、职称、单位名称）申请学位级别硕士学科专业工程硕士提交论文日期2014.03论文答辩日期2014.05.07学位授予单位和日期电子科技大学2014年06月答辩委员会主席评阅人注1：注明《国际十进分类法UDC》的RESEACHONNUMBERICALMODELINGOFPULSEDEDDYCURRENTDETECTIONSYSTEMCONTAININGDEFECTAMasterDissertationS

2、ubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:MechanicalEngineeringAuthor:LiuXinhuaAdvisor:AssociateProf.YuYatingSchool:SchoolofMechatronicsEngineering独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育

3、机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。作者签名：日期：年月日论文使用授权本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）作者签名：导师签名：日期：年月日摘要摘要脉冲涡流无损检测技术因其所具有的宽频谱和获取信息丰富等优点已经

4、成为了航空航天结构检测中的热点。然而，自然裂纹和人工缺陷之间存在着显著差异，目前国内对真实裂纹检测技术的研究较少。为了扩展脉冲涡流无损检测技术在实际裂纹领域的研究，本文将通过对裂纹生成和扩展问题及脉冲涡流检测系统中缺陷检测的数值建模仿真问题进行深入研究，为脉冲涡流检测技术检测自然裂纹提供理论基础。本论文的主要研究内容分为三个部分。(1)仿真和分析了铝合金材料裂纹的产生和扩展，研究了三点弯曲实验中人工缺陷宽度、深度及其所处位置和加载载荷对应力集中位置的影响，并以此为基础，利用扩展有限元方法深入研究和分析了铝合金材料裂纹的生成和扩展情况。(2)由于脉

5、冲涡流无损检测系统中不同区域的网格划分对于计算结果精度的影响不同，本文提出含有缺陷的脉冲涡流检测系统的定量化建模方法，为文中的脉冲涡流检测系统的分网及仿真分析提供支持。(3)建立了脉冲涡流无损检测系统的有限元模型，并针对人工缺陷的检测提出了一种新的检测方案，得到了表面缺陷尺寸与检测信号特征值之间的关系，并通过实验确定了这种关系。通过上述研究得出如下结论：(1)缺陷距离试件中心线越远，其应力最大值越小；缺陷深度越深，其应力最大值越大；缺陷宽度与应力最大值无明显的关系；加载力的大小与应力最大值成线性关系。裂纹的分网过程中，只有结构化和对称性的分网才能

6、获得正确的裂纹扩展位置和扩展路径。(2)缺陷尖端的网格尺寸对仿真结果影响较小，主要原因为霍尔传感器所在区域距离缺陷尖端较远，在建模过程中可不予考虑；在被检测体的缺陷深度小于集肤深度或者大于集肤深度的时候，均得到了基于被测缺陷尺寸的最优的分网尺寸。(3)在一定范围内，缺陷差分信号峰值与表面缺陷宽度均呈现线性关系，与缺陷的深度呈现二次函数关系，并且差分信号峰值曲线与缺陷尺寸之间存在着一定的关系曲线，这将为实现表面缺陷的定量评估提供重要依据。(4)实验得到了合适的提离高度，使得检测到的特征信号的拟合曲线精度较高。关键词：脉冲涡流，无损检测，三点弯曲，裂

7、纹，定量化建模IABSTRACTABSTRACTPulsededdycurrent(PEC)nondestructivetestingtechnology(NDT)hasbecametheresearchhotspotoftestingaerospacestructuresduetoitswidefrequencybandandeasyaccesstorichinformation.However,ithasbeenalreadypointedoutthattherearesignificantdifferencesbetweenrealcrac

8、ksandartificialdefectsthatcanbeeasilymodeledinnumericalsimulations.I