数值模拟用于涡流检验平板裂纹问题的可靠性研究.pdf

《数值模拟用于涡流检验平板裂纹问题的可靠性研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、数值模拟用于涡流检验平板裂纹问题的可靠性研究韩捷，吴海林，冯美名(中核武汉核电运行技术股份有限公司，湖北武汉430223)ReliabilityResearchonEddyInspectionofPlateCracksbyNumericalSimulationHANJie，WUHai—Iin，FENGMei—ming(ChinaNuclearPowerOperationTechnologyCo．，Ltd．，Wuhan430223，China)摘要：将数值模拟方法用于涡流检验缺陷的定模拟计算被引入到涡流检测研究

2、中，在电磁领域中，量可靠性的研究中。通过对平板裂纹问题进行有限可用来分析多方面问题，如电感、电容、磁通量密度、元数值模拟计算，并对大量计算结果与算例实验结涡流、电场分布和磁力线等n]。在此，以有限元数果进行比对和分析，证明其可方便地获得不同缺陷值模拟为基础平台，模拟实际检验条件进行分析，能的检验信号，从而作为理论试验工具，可为缺陷信号方便、迅速地得到检验数据，并计算已知缺陷产生的的识别提供数据支持。阻抗信号，研究其在不同条件下的响应规律，因此，关键词：数值模拟；涡流检验；可靠性；有限元能够在较大程度上解决和补

3、充试验方法的不足]。中图分类号：TP212．13；TGl15．281模型建立与计算文献标识码：A模拟平板导体中存在的理想裂纹，使用平板检文章编号：1001—2257(2013)07—0027—03Abstract：Numericalsimulationmethodisused测线圈进行涡流检测，如图1所示。所谓理想裂纹，fordetectsquantitativereliabilityineddycurrenttesting．Calculatingthecracksofflatbyfiniteele—ment

4、numericalsimulation，contrastingandanaly—zingthedealofresultsbetweencalculationandex—periment，whichprovedthatitcouldbeconvenienttoobtainthedifferentinspectionsignalsofdefects．Consequently，itcanofferthesupportingdatafor图1平板检测线圈及理想裂纹模型distinguishingfromdefects

5、signalastheacademic是指厚度接近于0的裂纹缺陷。根据推导，理想裂instrument．纹可用分布在裂纹面上的等效电流偶极子源代替。Keywords：numericalsimulation；eddycurrent偶极子源的面密度可以通过求解一个第一类Fred～inspection；reliability；finiteelementholm积分方程获得l4]，即r：(，)===一kfp(r)G(，，r，)dS(r)，r，r，∈JSo0引言S。(1)随着无损检测技术的不断发展，在对核电站相S。为裂

6、纹面；n为裂纹面的法向单位矢量；为裂纹面上入射涡流场的法向分量；G为并矢格林关设施的役前及在役检查中，不仅要求检出缺陷的函数的分量；P为等效电流偶极子面密度，是求有无，还要对缺陷进行定性、定量，进而对检验对象解的对象，因为它只有一个垂直于裂纹面的分量，故做出无损评价。而伴随着计算机技术的发展，数值表示成标量形式。在此假定裂纹位于OYZ平面上，收稿日期：2013一O1—23故n—i，G一G。《机械与电子}2013(7)·27’设矩形裂纹面S。位于OYZ平面上。为得到式高斯积分法计算积分JGn和J。。并矢格林函数

7、在场(1)的数值解，将S。均匀剖分成×个矩形单点与源点距离很近时变化剧烈，距离拉大时变化平元，每个单元用编号(z，m)(z：1，2，⋯，；m一1，2，缓。因此，应根据单元间的距离远近调整高斯积分⋯，：)表示，如图2所示。设单元(L，M)上的等效点数，这样既保证了积分精度，又不过多地耗费计算电流偶极子面密度P，M是一个常数，以单元中心为量。对于相邻单元可以取16点高斯积分；随距离增选配点，式(1)可以离散为：大可以使用4点高斯积分[6]。由此，可以求得等效rjo，一PLlMI[一kz(r，r)]ds(2)电偶极

8、子密度P。L．丽JSL．依据下式计算线圈阻抗增量。在离散情况下，兄为单元(z，m)中心处入射场的值。上式不公式为：把G(r，，，)作为常数提到积分号外面，是因为考虑到P在S。上的分布变化相对平缓，而G(r，，，)则AZ：一(7)扎z上：盯随着场点与源点距离的不同而急剧变化。2算例验证对JSAEMBenchmark模型中存在裂纹的平板算例，进行了有限元数值模拟。以下计算采用的参数为：线圈内半径为0．6