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基于有限元仿真分析的远场涡流管道缺陷检测的研究
| 论文题名： | 基于有限元仿真分析的远场涡流管道缺陷检测的研究 |
| 关键词： | 有限元分析;仿真分析;远场涡流检测技术;管道检测;缺陷信号;支撑板;管道缺陷检测;相位分布;分析软件;仿真结果;流管道;规律;电特性参数;影响因素;提离效应;数学模型;实验平台;缺陷深度;缺陷模型;缺陷尺寸 |
| 摘要： | 远场涡流（RFEC）检测技术是一门新兴的管道检测技术，它受环境和探头提离效应影响小，对管道的内、外壁缺陷具有相同的灵敏度，在化工、电力及核电工业管道缺陷检测方面具有很好的应用前景。远场涡流检测技术在工业中的使用已超过半个世纪，但对远场涡流的机理和缺陷信号定性判别方面的研究还不够。在远场涡流管道检测技术的应用方面，支撑板产生的信噪掩盖了正常的缺陷信号，出现大量的错检和漏检事故。本文在对远场涡流有限元分析的基础上，利用有限元分析软件ANSYS对远场涡流的机理及各种缺陷信号的特征和影响因素进行仿真研究，同时分析了支撑板对信号影响的规律，并在实验中验证仿真结果。 本文首先从麦克斯韦电磁基本方程出发，推导出远场涡流有限元的数学模型，以及磁场在管道壁内传播的近似规律和检测线圈的信号表达式。利用远场涡流管道检测的二维轴对称特性，在有限元分析软件ANSYS中建立了远场涡流的二维仿真模型，并提出了局部分析法减少计算负担。通过改变管道的磁特性和电特性参数，得出了磁场大小分布主要由管道的强导磁能力决定、相位分布主要由管道的导电能力决定的结论。在对不同缺陷与其对应的相位和幅值信号进行分析，得出了相位信号峰值与缺陷深度成正比等信号与缺陷尺寸之间的关系。之后，以缺陷模型为基础，分析支撑板与管道缺陷之间的距离和厚度比与缺陷相位信号之间的关系，得出了支撑板信噪对真实信号影响的一般规律。最后，搭建实验平台，对仿真结果进行验证和偏差分析。 |
| 作者： | 郑彬 |
| 专业： | 安全技术及工程 |
| 导师： | 郭崇志 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 华南理工大学 |
| 学位年度： | 2009 |
| 正文语种： | 中文 |
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