交流磁场检测技术基础问题的仿真分析.pdf

《交流磁场检测技术基础问题的仿真分析.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、交流磁场检测技术基础问题的仿真分析程秋平刘志云任尚坤李兵1江西省特种设备检验检测研究院南昌3300962南昌航空大学无损检测技术教育部重点试验室南昌330063摘要：交流电磁场检测技术(ACFM)是近几年兴起的一种新型电磁检测方法，是通过检测工件表面由裂纹引起的磁场扰动来实现对金属构件损伤的早期评定，代表着无损检测领域未来的主要发展方向。分析了交流场检测的基本原理，建立了有限元技术的仿真模型。在ACFM仿真研究的基础上，研究了检测信号特征与试件裂纹尺寸参数的对应关系。探索了检测频率、提离高度以及工件材料特性(如

2、磁导率和电导率)等因素对检测灵敏度的影响。得到一系列重要的研究结论为该检测技术的深入研究和广泛应用提供了依据。关键词：无损检测；涡流检测；漏磁检测；交流场检测；有限元仿真中图分类号：TG115．28文献标识码：A文章编号：1001—0785(2014)09—0009—05Abstract：TheACfieldmeasurementtechnology(ACFM)isanewkindofelectromagnetictestingmethodinrecentyears，whichisusedtoperformea

3、rlyevaluationfordamagesofmetalcomponentsthroughfielddisturbancecausedbycracksonthesurfaceofpiecesundertest，representingamajorfuturedevelopmenttrendofthenondestructivetestingfield．ThepaperanalyzesthefundamentalprincipleofACfieldmeasurement，withthesimulationmo

4、delbuiltbasedonthefiniteelementtechnology．AccordingtoACFMsimulationstudy，thecorrespondencebetweentestingsignalcharacteristicsandsizeparametersofcracksontest—piecesisresearched，aswellastheeffectofdetectingfrequency，liftingheight，andmaterialfeatures(suchasperm

5、eabilityandconductivity)andotherfactorsonthedetectionsensitivity，withsomecriticalconclusionswo~edout，providingabasisfordeepresearchandwideapplicationofthedetectingtechnology．Keywords：nondestructivetesting；eddycurrenttesting；magneticfluxleakagetesting；ACfield

6、measurement；finiteelementsimulation交流磁场检测技术(ACFM)是一种在涡流检过感应探头在待测工件表面感应出均匀的电流。感测和漏磁检测基础上发展起来的新兴的无损检测应电流又在工件表面外感应出磁场。当工件中存在技术⋯。其基础机理是交流电场在工件中感应出均裂纹时，电流场和感应磁场均会发生畸变，检测表匀的交变电流，材料中的裂纹损伤将改变其周围面感应磁场的特征即可判断是否存在裂纹，并可确感应电流的分布，从而改变构件表面感应磁场的定其尺寸J。裂纹缺陷的存在会导致工件电阻率的分布，通过检测

7、工件表面由裂纹引起的磁场扰动，变化，感应电流在缺陷的两边和底部绕过，引起表实现对裂纹损伤程度的评定J。ACFM技术具有非面电磁场扰动。受扰动的磁场分布特征和裂纹的参接触检测、定性定量检测一次完成的优点，不需数之间存在内在的联系。检测探头采集缺陷上方扰标定，操作简单，而且检测速度快，检测成本低，动磁场信息并分析处理，可获得描述缺陷状态的尺对试件表面清洁度要求不高，可广泛应用于航空、寸信息，从而达到定量分析的目的。航天、电力、铁路、石油等行业管道和压力容器图1为ACFM检测原理示意图。设系统直角的检测，。坐标系取原

8、点在导体表面的裂纹中心处，轴在试件表面内且沿裂纹方向，Y轴在试件表面内且垂直1交流磁场检测原理于裂纹方向，轴垂直于试件表面并指向外部。表ACFM技术的前身是交流电压降法(ACPD)，面磁感应强度可分成B和B3个分量。当其克服了ACPD接触测量的缺点。其基本原理是通无裂纹存在时，电流彼此平行，感应出与之相垂国家自然科学基金项目(51261023)、国家质检总局科技计划项目(2013zjj