简介：脉冲涡流矩形传感器是近年来涡流无损检测的研究热点。采用COMSOL有限元仿真软件建立了矩形探头有限元仿真模型,以电导率变化为变化因子,使用单因素轮换法对矩形探头的尺寸比例进行了优化设计。通过仿真实验和数据分析,得出矩形探头长宽高比例为2∶1∶1.5时,探头的灵敏度、线性度最佳。本仿真优化结论可为使用脉冲涡流进行矩形探头缺陷或应力检测提供参考。

简介：为了分析阵列涡流传感器扫查不同位置表面横向裂纹时的线圈输出信号特征,以及焊缝受热区金属材质变化对线圈输出信号的影响,建立铝合金焊缝裂纹的阵列涡流检测的三维有限元模型。结果表明：当裂纹长度分别为1.6、3.0、4.5mm时,裂纹长度与线圈感应电动势的波峰幅值呈单调递增关系,探头扫查侧面裂纹时的线圈感应信号总是大于正上方裂纹;焊接所引起的5A06铝合金材料电导率减小会使线圈的感应电动势幅值增大,且当裂纹长度分别为1.6、3.0、4.5mm时,裂纹长度越大,电导率减小在裂纹检测时对线圈输出信号的影响越小。

简介：针对传统的涡流检测激励频率确定方法存在与实际情况不符和难以得到最佳检测频率的问题,基于大型通用有限元软件ANSYS建立了外径19mm、壁厚2mm的1Cr18Ni9Ti不锈钢管材涡流检测内插式探头和穿过式探头的仿真模型,根据差动探头的特性,通过计算距人工缺陷不同距离时检测线圈电流的实部I_REAL、虚部I_IMAG和线圈的阻抗差ΔZ,进而得到缺陷仿真信号,通过比较不同频率下缺陷信号的幅值和相位,确定穿过式探头的最佳检测频率为50kHz。

简介：检测实践中金属构件缺陷成因各异,宽度相差较大,为了实现涡流检测的可靠性评价,建立了含矩形槽和梯形槽的管道二维轴对称有限元模型,计算了槽深和槽宽变化时信号相位和幅值结果。仿真结果表明：当矩形槽宽度一定时,信号相位与槽深规律性较强;而槽深固定,在槽宽较小时相位和幅值随槽宽有较大变化,槽宽较大时信号比较稳定;梯形槽的槽宽对信号的影响与矩形槽相似。上述结论将有助于人们认识缺陷宽度在涡流检测中的作用,以期指导工程检测实践。

简介：为研究通孔直径在钢管涡流检测中对检测信号的影响,开展了不同磁化强度下钢管通孔涡流检测试验,研究了不同直径通孔随磁化电流的信号变化特征。试验结果表明：通孔直径一定时,在非饱和磁化区（6~18A）内,信号幅值随电流的增加先增大后减小,相位角随电流的增加逐步上升,在饱和磁化区（20~22A）内,检测信号成形较小或严重扭曲,相位变化杂乱无章;当磁化电流一定时,信号幅值随通孔直径的增大而增大,不同直径通孔间信号相位角在非饱和磁化区（6~18A）内,最大值与最小值的极值偏差在10°~18°范围内变化,差异较小,而在饱和磁化区（20~22A）信号相位角变化起伏较大,无明显规律。试验研究结果可用于指导钢管涡流检测工程实践。

简介：研究了对带包覆层管道的内部腐蚀进行脉冲涡流检测时，接收线圈的位置变化对检测灵敏度的影响，进行了探头置于激励线圈下不同位置的有限元仿真和试验研究。有限元仿真结果表明：在轴向和周向2个方向都是当检测线圈位于激励线圈边缘正下方时检测效果最好，其灵敏度分别为0.61、0.60。验证试验表明：在轴向和周向2个方向上，最佳检测位置都是位于激励线圈边缘正下方，其灵敏度分别为0.26、0.27。试验结果与仿真结果基本一致，表明接收线圈在激励线圈外边缘正下方附近时，检测灵敏度达到最大。研究结果有助于带包覆层管道腐蚀的脉冲涡流检测的传感器设计。

简介：304奥氏体不锈钢由于其本身组织特性，在制造和在役过程中会产生部分铁素体和马氏体并析出，使其具有一定的磁性，即相对磁导率肼大于1，试验测试结果表明：当不锈钢件形变量在20％以内，随着形变量的增加，试件的磁导率增加，并逐渐开始具有铁磁材料的磁特性，导致不锈钢涡流检测集肤深度降低，也改变了检测的最佳激励频率。此外，通过比较2种不同激励频率的选取方法可得，在不锈钢形变量20％以内，不锈钢形变量增大，其最佳检测频率倾向于降低，且小于100kHz。试验和仿真结果表明，304不锈钢压力容器最佳检测频率范围为40—100kHz。

简介：探头提离造成的信号畸变是脉冲涡流检测中主要干扰之一。本研究针对飞机多层铆接结构脉冲涡流检测中的提离效应进行抑制,采用一种基于提离数据库的峰值补偿方法对探头提离效应进行了一定程度的抑制。通过线性阵列探头获取提离补偿后的信号峰值,组成幅值矩阵,实现成像检测。对比探头提离的抑制效果,实验结果表明,该方法能够有效地运用于多层金属结构近表面及深层缺陷的提离检测。

简介：涡流脉冲热像技术中,对含裂纹被测试件施加短时高频电流激励,裂纹面因涡流积聚会产生瞬时热量,进而由热传导引起试件表面温度分布的变化。为了分析裂纹传热特性,建立了涡流分布模型和简化传热模型,探索了试件表面温度分布的特点。制作了一系列含不同长度的贯穿疲劳裂纹金属试件,深入研究了裂纹区域热响应和裂纹长度之间的关系。数值模拟和实验结果表明：在特定的检测条件下,裂纹区域热响应与裂纹长度接近线性关系,满足正相关性,从而证明了简化传热模型的正确性。研究成果丰富了涡流脉冲热像技术的传热理论,为该技术的工程实践奠定了理论基础。

简介：远场涡流技术由于不受集肤效应的限制，其可实现原位检测的优点成为解决大厚度非磁性金属平板的有效途径。在前期研究工作基础上，介绍了新型非磁性平板构件脉冲远场涡流传感器的设计原理，并仿真分析了基于连通磁路传感器对不同走向缺陷及不同厚度平板的检测能力。结果表明：将脉冲远场涡流技术应用至非磁性金属平板检测时，检测信号所受扰动主要是缺陷对感应涡流的扰动，而非缺陷对磁场的扰动，这与其检测铁磁性材料存在根本的区别，同时，其可检测的板材厚度达到了25mm，研究结果为脉冲远场涡流技术在航空领域的应用提供了有益的探索。

简介：飞机多层结构铆钉周围埋藏裂纹检测是无损检测领域的一个难点和热点,脉冲涡流能够对这种裂纹进行有效的检测。针对这种缺陷检测,本研究采用了一种双激励线圈且用隧道磁电阻（TMR）为接收的新型探头。双激励源反向联接,激励电流不至于过大,但磁场却能达到局部聚焦的作用。通过大量试验对该传感器参数进行优化选择,以提高传感器的检测灵敏度。试验结果表明：当激励线圈绕制180匝、两激励线圈间距为20~30mm、单个线圈水平夹角为60°~90°、且TMR位于裂纹正上方时探头的检测灵敏度最大。该研究结果可为飞机多层结构铆钉周围裂纹脉冲涡流检测探头设计提供参考。

简介：针对小径丝材检测的要求,介绍了一种基于预防性多滤波技术的新型涡流检测方法,从原理出发,比较了预防性多滤波涡流检测与常规涡流检测的不同,即在一个宽的、全面的频率带宽内设置了多个中心频率不同的带通滤波器,并通过试验得到预防性多滤波涡流检测在丝材检测中的周向灵敏度、端头盲区及检测灵敏度。通过检测应用证实能够有效检出宽度约为30μm、深度为225.7μm的纵向裂纹。

简介：在飞机多层铆接结构层间腐蚀缺陷的脉冲涡流检测中,需要识别提离效应造成的干扰信号和缺陷信号,同时也需要判断缺陷深度。制作了模拟飞机多层铆接金属结构的试样,对不同深度和大小的腐蚀缺陷进行了检测。采用主成分分析（PrincipalComponentAnalysis,PCA）方法对实验数据进行处理,并提取前3个主成分进行分析。结果表明：应用PCA方法,可以将纯提离信号与带层间腐蚀缺陷的信号显著区别开来,可以将不带提离时的纯腐蚀信号的深度识别出；将PCA提取的主成分应用K-means算法进行聚类,可以将纯提离信号与纯腐蚀信号和腐蚀提离混合信号区别开来。而对于带提离的腐蚀,试验发现其PCA分布与不同深度的纯腐蚀出现混淆,因而不能准确识别这两种信号。

简介：研究了裂纹扩展引起的结构柔度变化以及裂纹界面接触对弹性梁振动特性的影响。基于断裂力学和能量原理推导了含横向裂纹弹性梁的局部柔度模型，分析了常见形式裂纹均匀梁的局部柔度，给出了相应的无量纲柔度系数计算公式；结合梁的弯曲振动方程，探讨了含裂纹悬臂梁的振动特性。算例表明：裂纹形式对弹性梁的柔度影响明显，裂纹界面接触会引发参数振动，界面滑动摩擦阻尼对稳定梁的振动响应具有重要作用。

简介：针对某直升机复合材料旋翼桨叶,在没有对复杂结构进行简化的情况下,利用ANSYS有限元软件的参数化语言（APDL）建立完整的有限元模型。该模型不仅考虑了大梁、蒙皮和加强梁等主承力结构,还考虑了大梁内抗扭层、前缘包铁和前缘配重等次承力结构。利用该模型,计算桨叶在额定转速下的前5阶固有模态和频率。结果表明：前5阶模态不存在振动耦合,满足桨叶固有特性设计要求。在此基础上,计算不同转速下的各阶频率,绘出用于振动失效分析的坎贝尔图,经分析,在工作转速范围内,桨叶低阶固有频率没有与其旋转频率相交,满足固有频率设计要求。

简介：本文旨在找出损伤对复合材料层合板振动特性的影响。复合材料在直升机桨叶上的应用，实现了桨叶优化设计，改善了旋翼气动性能，使桨叶的寿命增加到上万小时，甚至达到无限寿命。因此，使用复合材料已成为现代直升机桨叶的发展趋势。对G827／3234、G803／3234以及G814／3234等三种铺层材料的复合材料层合板进行了振动试验研究与理论分析，得到了振动特性与材料、铺层方式的关系。进一步对这些层合板在含有穿孔、分层损伤情况下的振动特性进行了研究。结果表明，理论分析结果与试验结果吻合，证明了所建模型的有效性。该研究结果对直升机复合材料桨叶结构损伤容限分析与设计具有一定的参考价值。

简介：采用高频感应钎焊方法在TCA钛合金试样上制备WC耐磨层，研究了不同配比WC和钛基钎料混料的钎焊工艺性以及耐磨层的耐磨性，同时分析了钎焊热循环对基体组织的影响。结果表明：采用不同配比混合耐磨填料时，随着钎料含量的增加，耐磨层钎焊成形的工艺性更好，在相同工艺下钎焊的耐磨层中缺陷含量越少；随着混合耐磨填料中WC含量的增加，其耐磨性也随之增加。大面积高频感应钎焊耐磨层时，对基体组织影响较大，对基体的组织影响距离为：钎焊一次热循环为2mm以内，而钎焊热循环2次和3次时则在3mm以内。

简介：针对高超声速飞行器热力环境引起的壁板振动疲劳问题，旨在研究温度变化对壁板结构振动特性及疲劳寿命的影响。首先分析壁板三维瞬态耦合传热和热应力，获得壁板的温度场和应力场；然后依次探讨温度场、应力场及其耦合效应对壁板振动模态与疲劳寿命的影响。分析过程中，考虑温度变化造成弹性模量减小对壁板刚度的影响，引入由热环境引致的附加热应力刚度矩阵以及附加热变形刚度矩阵。结果显示：温度变化引起的材料力学性能退化使壁板结构各阶次模态频率随之下降，温度梯度对振动模态的影响明显，热力耦合效应使壁板的振动疲劳寿命缩短。

简介：飞机部件之间存在着复杂的连接关系，连接件用于传递载荷和固定部件，一旦发生问题，影响重大。本研究针对在役飞机垂尾与机身对接结构处频发裂纹和紧固件松动故障，按照故障树初步分析影响因素，通过有限元及频响函数进一步计算诊断，并针对结构设计、刚度匹配、强制装配对流场中结构振动问题的影响进行了讨论。分析表明：蒙皮局部突起造成气流紊乱加之发动机振动为连接部位裂纹和紧固件松动的直接原因。针对分析结果，通过改进零件结构、加工方式以提高构件疲劳眭能，局部补强以减小后机身局部振动方面完善设计，目前已经过飞行验证，分析过程及改善措施合理有效。