多层异种金属粘接材料的多模态涡流无损检测研究

发布时间：2020-07-05 15:00

【摘要】：无损检测与评估是一种在不对被测物体造成损伤的前提下,运用各种物理化学现象,得到物体表面或内部缺陷信息,并对该物体的使用寿命等参数进行合理预测的技术手段。无损检测能够及时发现许多工作在复杂工况下部件中的缺陷信息,以保障国防工业、核工业等领域的安全。涡流检测是一种常规的无损检测手段,它具有非接触、低功耗、不需要耦合剂、无辐射污染的优点,广泛用于导电材料的无损检测。铅-钢多层异种金属粘接材料由于其吸收辐射、高强度的特性,广泛应用于核工业等关键领域。受其制造、运输条件的影响,铅-钢多层异种金属粘接材料中存在裂纹和划痕等缺陷,因此保障铅-钢多层板的安全刻不容缓。另一方面,该材料厚达10.3mm,且由铁磁性材料与非铁磁性材料粘接而成,其复杂的几何结构为传统的无损检测方式提出了挑战。考虑到裂纹、划痕等缺陷通常出现在材料内部的钢层内表面,为了实现该材料内部缺陷的涡流无损检测,本文进行了以下几个部分的研究:(1)本文基于麦克斯韦方程组,阐述了平板结构的远场涡流检测、透射涡流检测、环形涡流检测的基本原理,使用有限元仿真软件COMSOL对三种涡流现象进行了仿真。在此基础上,本文针对铅-钢粘接平板结构,提出了远场-透射复合检测模型和环形涡流检测模型,并在有限元仿真分析的支持下优化了两种检测模型的结构和几何参数,确定了两种模型对不同缺陷的检测灵敏度。本文研究了两种检测手段对特定缺陷的检测能力,选择了环形涡流作为最终的检测手段。(2)本文根据仿真分析得到的环形涡流探头的模型结构与几何参数,搭建了环形涡流自动扫描平台。该平台包括信号源、功率放大器、涡流探头、信号调理电路、数据采集卡、XY工作台和上位机。本文主要完成了探头模块的制作、数据采集及其上位机界面开发、基于XY工作台的自动C扫描脚本的编程等工作。(3)本文利用搭建的环形涡流自动扫描平台实现了平板试件的C扫描检测和曲面试件的B扫描检测。通过对阻抗图的分析和处理,本文搭建的系统能够检测到所有给出的缺陷。
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TG115.28

【参考文献】

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本文编号：2742760