磁粉检验标准环形试块的机理分析

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1、维普资讯http://www.cqvip.com2005年9月南昌航空工业学院学报(自然科学版)Sep．，2005第19卷第3期JournalofNanchangInstituteofAeronauticalTechnology(NaturalScience)V01．19No．3磁粉检验标准环形试块的机理分析陶旺斌，张丽攀，宋凯(南昌航空工业学院，南昌330034)[关键词】磁粉检验；环形试块；漏磁场[摘要】为了分析控制磁粉检验系统综合性能的标准环形试块的机理，首先建立一个计算漏磁场的简化数学模型，然后解标量磁位的=维拉普拉斯方程，求出被磁化的环形试块上圆孔产生的漏磁场，计算环形试块表面

2、的磁粉受力，分析其特点并得出相应的结论。[中圈分类号】TM15[文献标识码】A[文章编号]1001—4926(2005)03—0060—05ThemechanismstudyoftheannulusreferenceblockonmagneticparticletestingTA0Wang—bin，ZHANGLi—pan，SONGKai(ⅣanaInstituteofAeronauticalTechnology，Nancharrg，~angxi330034)Keywords：magneticparticletesting；annulusreferenceblock；MFLAb卫翟ct：I

3、nordertoanalyzethemechanismofannulusreferenceblockc0ntrollingoveralpropertiesofmagneticparticletesting，asimplifiedmathematicalmodelofmagneticfluxleakage(MrL)WaSdeveloped．TheMFLofcircleholeintheannulusreferenceblock哪calculatedby80lving【p日咒p8equationof8calarmagneticpotential；thestressesofmagneticpa

4、r'tideOntheannulusreferenceblockwerealsocalculated．Atlast，eohclusionswereobtainedbyanalyzingthecharactersofthetestingsignals．磁粉检验时，钢制标准环形试块是鉴别磁粉探伤设备、磁粉性能、磁悬液浓度、检验方法、磁化方法、磁化规范及操作人员技能等Ll。综合性能的极有价值的辅助工具。钢制标准环形试块有交、直流两，种，直流环形试块(称为B形标准试块)是由工具钢制成，其形状和规格如图l所示。试块上钻有直径为1．78ml／l的l2个通孔，第一个)：：32m12m5mn"孔中心距离

5、试块表面为1．78ml／l，从第二个孔起，每个孔距离试块表···’／

6、＼／、r面的距离依次增加1．781Tim，相邻两个孔间距离为19mm；交流环形．——_．22mlr试块(称为E形标准试块)是由含碳量不大于0．15％的软钢制成，钢图1直流标准环形试块环上钻有直径lmrrl的3个通孔，孔中心距离试块表面分别为lmm、1．5mm、2ml／l。在使用标准钢制环形试块时，用直(交)流电磁化，被周向磁化的环形试块，其上圆孔缺陷产生的漏磁场，能在环表面使磁粉形(r。‘P)成的磁痕清晰显示孔数。要了解环形试块的工作原理，就要计算被磁化的环形试块上圆孔产生的漏磁场，虽然其漏磁场可以看作平面场，但因求解

7、场区域十分复杂，加之钢制环形试块是非线性磁介质，因此要解一标量磁位满足的拉普拉斯方程是极其困难的，为此，本文将问题作最简化处理，在圆柱坐标系中，解拉普拉斯方程，求出环上某个通孔磁化后图磁介质中长圆柱通孔在均匀磁场中的磁化产生的漏磁场，并把它转换成直角坐标系中的平面情况，然后把单个磁粉看成一个点磁偶极子，对其进行受力计算，最后绘制出漏磁场及磁粉受力的一系列曲线图，进行深入分析并得出相应的结论。[收稿日期】2005—09一加[作者简介】陶旺斌(1938一)，男，教授。研究方向：电磁检测。维普资讯http://www.cqvip.com第3期陶旺斌、张丽攀、宋凯：磁粉检验标准环形试块的机理分析

8、611漏磁场在图2中，设无限大均匀、线性、各向I司性的磁介质中有一无限长半径为a的圆柱形空洞，看在磁介质中加一与圆柱垂直的均匀磁化场=，在的作用下，磁介质内圆柱表面将产生磁荷分布。因此，空间任一点中的标量磁位是均匀磁化场的磁位与磁介质圆柱表面的磁荷产生的磁位夺的叠加。在图2所设的圆柱坐标系中，与夺均与z轴无关。因此，圆柱内外的标量磁位。、夺都满足二维拉普拉斯方程[，即：{r)+{7·=ou(1l){Ir’+专-。等=0u2其边界条件