基于有限元仿真的新型渦流探頭的設計及應用.pdf

1、本文結合渦流檢測的工程實際應用，以壓力容器各種管路部件的渦流檢測應用為背景，深入研究了常規(guī)及陣列三維渦流檢測技術在有限元場路耦合問題上的理論建模分析，結合工程實際完成兩種新型探頭的設計及應用，主要研究內容如下：
　　論文以麥克斯韋電磁理論為基礎，針對三維渦流場--電路耦合問題中的邊界條件展開了有限元軟件模擬仿真設計，通過ANSYS Workbench、Maxwell、Origin和MATLAB等軟件實現(xiàn)模擬仿真設計及分析，克服了傳

2、統(tǒng)數值分析方法的繁瑣及工作量大的困擾，并通過試驗驗證了其可靠性，結果證明用有限元仿真設計切實可行。
　　本文通過有限元仿真設計了兩種新型渦流探頭，分別是差動式渦流探頭及陣列渦流探頭。線圈互感包含著各種檢測信息，為能從中提取缺陷特征進行定量分析，使線圈互感由干擾因素轉變?yōu)橛杏眯畔ⅲ肁NSYS Workbench軟件建立符合實際檢測情況的三維渦流場-電路耦合有限元模型，從外部電路電阻節(jié)點分時分步提取檢測線圈感應電壓。經過軟件處理，繪

3、制云圖及曲線分布圖，對缺陷長度、位置的定量化進行了分析研究。通過模擬先行與理論指導相結合，依據有限元模型設計了第一種新型差動式渦流探頭，該探頭與能原地旋轉和水平伸縮的探頭輔助設備結合以達到檢測自動化，上述創(chuàng)意有利于新型探頭檢測的連續(xù)性和準確性。
　　此外還設計了第二種新型陣列式三維探頭，通過理論結合實踐，既考慮仿真計算又兼顧了工程實際應用,兩方面權衡設定模擬參數，并通過Maxwell circuit editor設計電路，陣列渦流