45#板材試塊金屬磁記憶檢測(cè)技術(shù)實(shí)驗(yàn)研究

畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)題目:45#板材試塊金屬磁記憶檢測(cè)技術(shù)實(shí)驗(yàn)研究 學(xué)院:專業(yè):姓名:學(xué)號(hào):指導(dǎo)教師:年月畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書I、畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)題目：45#板材試塊金屬磁記憶檢測(cè)技術(shù)試驗(yàn)研究業(yè)設(shè)計(jì)(論文)使用的原始資料(數(shù)據(jù))及設(shè)計(jì)技術(shù)要求：1、原始資料：45#板材試塊工件若干；金屬磁記憶檢測(cè)設(shè)備一套；計(jì)算機(jī)2、畢設(shè)要求：(1)查找45#板材試塊金屬磁記憶檢測(cè)相關(guān)資料；(2)掌握金屬磁記憶檢測(cè)工藝；(3)掌握45#板材試塊金屬磁記憶檢測(cè)工藝；(4)數(shù)據(jù)處理。業(yè)設(shè)計(jì)(論文)工作內(nèi)容及完成時(shí)間：1、查閱45#板材磁記憶檢測(cè)工藝的相關(guān)資料并撰寫開題報(bào)告；03.09－04.102、研究45#板材試塊特征及磁記憶檢測(cè)方法；04.11－04.153、研究T45#板材試塊磁記憶檢測(cè)方法；04.16－04.304、研究該工件的金屬磁記憶檢測(cè)工藝；05.04－05.155、數(shù)據(jù)處理；05.16－05.316、總結(jié)并撰寫論文，答辯。06.01－06.26要參考資料：[1]任吉林,林俊明.電磁無(wú)損檢測(cè)[M].北京:科學(xué)出版社,2008.[2]宋植堤.覆層厚度測(cè)試技術(shù)[M].江蘇:科學(xué)出版社,1992.[3]陸明炯.實(shí)用機(jī)械工程材料手冊(cè)[M].沈陽(yáng)市.遼寧科學(xué)技術(shù)出版社,2004.[4]屠海令,江君照.金屬材料理化測(cè)試全書[M].北京市.化學(xué)工業(yè)出版社,2000.,2006:236-237.[5]任吉林等.金屬磁記憶二維定量檢測(cè)試驗(yàn)研究[C]．全國(guó)第九屆無(wú)損檢測(cè)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集,上海:2010,473-481.[6]DubovAA.Methodofmagneticmemoryofmetals[J].Tyazheloe,2003,4(8):6-7.[7]M.Roskosz,A.Rusin,J.Kotowicz.JournalofAchievementsinMaterialsandManufacturingEngineering[J].2010,43(1):362-363.[8]CUIJianruLUOXingbai，StudyonTheTheoryofMetalMagneticMemoryNondestructiveTestingTechnology[J].2003,22(9):232-233.45#板材試塊金屬磁記憶檢測(cè)技術(shù)實(shí)驗(yàn)研究摘要：隨著科技的進(jìn)步，無(wú)損檢測(cè)占據(jù)著重要的地位。而在新技術(shù)不斷涌現(xiàn)的今天，磁記憶檢測(cè)技術(shù)依舊是唯一能夠檢測(cè)缺陷萌生前的無(wú)損檢測(cè)方法。在載荷和地磁場(chǎng)的激勵(lì)下，引起鐵磁性內(nèi)部應(yīng)力集中區(qū)磁疇重新取向，由此這種狀態(tài)便被鐵磁性工件記錄保留下來(lái)，這就是磁記憶檢測(cè)的原理。構(gòu)件的應(yīng)力集中是引發(fā)后期缺陷的主要原因，利用金屬磁記憶檢測(cè)技術(shù)，通過(guò)對(duì)磁記憶法向分量過(guò)值零點(diǎn)的位置來(lái)判斷應(yīng)力集中部位，從而便能進(jìn)一步看出應(yīng)力集中部位的切向分量與法向分量對(duì)定量的具體影響。本文的實(shí)驗(yàn)研究主要是對(duì)45#鋼試件在不同實(shí)驗(yàn)力下進(jìn)行靜載拉伸獲取法向和切向分量的數(shù)據(jù)，再用origin軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，同時(shí)對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)微分繪制李薩如圖，這樣便可以同時(shí)反映二個(gè)不同方向分量的特征，利用其封閉區(qū)域的大小來(lái)判斷應(yīng)力集中的程度，以達(dá)到定量分析的目的，這樣可以有效減少誤差，根據(jù)最后的結(jié)果再與ANSYS軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)試樣的應(yīng)力分布進(jìn)行有限元仿真的結(jié)果進(jìn)行對(duì)比。關(guān)鍵詞：磁記憶技術(shù)應(yīng)力集中李薩如圖定量分析有限元仿真指導(dǎo)老師簽名：ExperimentalResearchonMetalMagneticMemoryTestPieceof45#SheetAbstract:Withtheadvancementoftechnology,Non-destructivetestingoccupiesplayanimportantposition.Inthetodaynewtechnologiesareemerging,MetalmagneticmemorydetectionisstilltheonlymethodtodetectthedefecteruptionoftheNDTmethod.Undertheexcitationofloadandmagneticfieldcausedbytheinternalstressofferromagneticdomainreorientation,whichthestatewillbeferromagneticworkpiecerecordsretained;thisismetalmagneticmemorytestingprinciple.Componentofthestressconcentrationisthemaincausesofpostdefect,usingmetalmagneticmemorytestingtechnique,throughofmetalmagneticmemorymethodtocomponentvaluezeropositiontojudgethelocationofstressconcentration,whichcanbefurthershowsthatthestressconcentratedpartsofthetangentialcomponentandmethodtothespecificimpactofcomponentofquantitative.Theexperimentalstudyofthispaperistoobtainthenormalandtangentialcomponentsofthe45#steelspecimenunderdifferentexperimentalloads,ThentheOriginSoftwarefordataprocessing.Atthesametime,theexperimentaldatadifferentialdrawLissajousfigure,sothatwecanalsoreflectthecharacteristicsoftwo-dimensionaldirectioncomponent,usingtheclosedareasizetodeterminetheextentofstressconcentration,inordertoachievethepurposeofquantitativeanalysis.Onlyinthiswaycanreducetheerroreffectively.AccordingtothefinalresultsusingANSYSsoftwaretotestthestressdistributiontocarryoutthefiniteelementsimulation.Keywords:MetalmagneticmemoryStressconcentrationdegreeLissajousfigurefatiguedamageFiniteelementsimulationSignatureofSupervisor:目錄TOC\o"1-3"\h\u288551緒論204701.1引言 反應(yīng)堆壓力容器和主電路的檢查壓力容器檢驗(yàn)規(guī)程相控陣M.Moles,奧林巴斯無(wú)損檢測(cè)，加拿大摘要壓力容器和管道焊接需要檢查代碼以減少由于失敗的世界焊接缺陷的存在，這尤其適用于核反應(yīng)堆。超聲相控陣現(xiàn)在具有商業(yè)價(jià)值。特別是，他們提供的主要好處超過(guò)傳統(tǒng)攝影的焊縫檢查。具體而言，天線陣列的快速，靈活和可編碼掃描時(shí)使用。此外，相控陣沒(méi)有安全問(wèn)題，沒(méi)有環(huán)境影響數(shù)據(jù)的最小存儲(chǔ)需求。然而，所有的新技術(shù)必須遵循一套規(guī)則、規(guī)范，以保證合理可靠的缺陷檢測(cè)和一個(gè)合適的過(guò)程?？梢哉f(shuō)，在壓力容器規(guī)范世界的領(lǐng)袖是ASME，并且第五代ASME新結(jié)構(gòu)焊縫已經(jīng)在很積極地開發(fā)代碼和代碼案例以針對(duì)相控陣檢測(cè)壓力容器和管道焊接。本文介紹了相控陣天線的新的檢查代碼的演化，特別是出現(xiàn)介紹相控陣碼的問(wèn)題，比如：-手動(dòng)與編碼掃描-所有的光束校準(zhǔn)（特別是S-scans）-掃描模式（線性或光柵）-錐角入射和覆蓋此外，一個(gè)簡(jiǎn)短的狀態(tài)更新了其他北美超聲檢測(cè)規(guī)范，如API，AWS和ASTM。導(dǎo)言壓力容器和管道焊接需要檢查代碼以減少由于失敗的世界焊接缺陷的存在，這尤其適用于核反應(yīng)堆。超聲相控陣現(xiàn)在具有商業(yè)價(jià)值。特別是，他們提供的主要好處超過(guò)傳統(tǒng)攝影的焊縫檢查。具體而言，天線陣列的快速，靈活和可編碼掃描時(shí)使用。此外，相控陣沒(méi)有安全問(wèn)題，沒(méi)有環(huán)境影響數(shù)據(jù)的最小存儲(chǔ)需求。然而，所有的新技術(shù)必須遵循一套規(guī)則、規(guī)范，以保證合理可靠的缺陷檢測(cè)和一個(gè)合適的過(guò)程?？梢哉f(shuō)，在壓力容器規(guī)范世界的領(lǐng)袖是ASME，并且第五代ASME新結(jié)構(gòu)焊縫已經(jīng)在很積極地開發(fā)代碼和代碼案例以針對(duì)相控陣檢測(cè)壓力容器和管道焊接。本文介紹了相控陣天線的新的檢查代碼的演化，特別是出現(xiàn)介紹相控陣碼的問(wèn)題，比如：-手動(dòng)與編碼掃描-所有的光束校準(zhǔn)（特別是S-scans）-掃描模式（線性或光柵）-錐角入射和覆蓋此外，一個(gè)簡(jiǎn)短的狀態(tài)更新了其他北美超聲檢測(cè)規(guī)范，如API，AWS和ASTM。相控陣工業(yè)相控陣是一種新技術(shù)，但都是基于和其他波物理一樣的規(guī)律，再加上“相位”的概念。然而，相控陣天線在相關(guān)技術(shù)的發(fā)展之后，像雷達(dá)，聲納，醫(yī)學(xué)超聲學(xué)和地球物理學(xué)，故市場(chǎng)要小得多，并且還有具體問(wèn)題：較小的波長(zhǎng)，不同模式的波的成分，大量不同的成分和材料。相控陣天線已被廣泛描述在其他地方（1），所以這里只用一個(gè)簡(jiǎn)短的介紹。從本質(zhì)上講，每個(gè)陣列是被單獨(dú)加上的，它們來(lái)提供時(shí)間延遲。該軟件允許操作員確定角度，焦距，掃描模式和其他參數(shù)；該軟件計(jì)算所有的時(shí)間延遲來(lái)保證“陣列”，還建設(shè)性地引導(dǎo)光束通過(guò)一個(gè)范圍的角度，掃描光束沿軸，聚焦光束和使用多個(gè)掃描模式。圖1顯示了插圖的電子掃描（E-掃描）和掃描光束（s-scans）。圖1-頂端，E-SCAN進(jìn)行腐蝕。底端，S-掃描對(duì)汽輪機(jī)葉片葉根。代碼-美國(guó)機(jī)械工程師協(xié)會(huì)（ASME）ASME壓力容器規(guī)范在過(guò)去的一個(gè)世紀(jì)和現(xiàn)在都處于領(lǐng)先地位。ASME已開發(fā)了一個(gè)全面的多段代碼為壓力容器，其包括SectionV。SectionV涵蓋了超聲波檢測(cè)，以新技術(shù)和技術(shù)的引入為典例（最初的），其次是強(qiáng)制性或非強(qiáng)制性的技術(shù)附錄（2）。第五節(jié)最近為了衍射時(shí)差（3）和相控陣列（4）已成功引進(jìn)新法規(guī)，可以說(shuō)是兩個(gè)是過(guò)去的幾十年焊接檢驗(yàn)中最重要的發(fā)展。ASME制定新的或修改的代碼是通過(guò)了正常的程序適當(dāng)?shù)墓ぷ鹘M（超聲波），該工作組是有新技術(shù)支撐的。這一草案規(guī)范的情況下，然后送到主要的委員會(huì)，投票，底片容納，最后打印，整個(gè)過(guò)程通常需要幾年的時(shí)間。本文介紹了一些曾經(jīng)討論ASME分階段解決的陣列碼的案例問(wèn)題。ASME的問(wèn)題很明顯，相控陣在商業(yè)上是可行的和也是可以提供良好的質(zhì)量檢查的，所以ASME迅速致力于開發(fā)一個(gè)適當(dāng)?shù)囊?guī)則集。最快的方式是通過(guò)代碼的情況下，用強(qiáng)制性附錄跟隨。這條路線之后存在三碼的情況：手動(dòng)相控陣天線（2541，2557和2558）和兩個(gè)編碼的線性掃描（2599和2600）。以下主要問(wèn)題進(jìn)行了討論：-所有的光束校準(zhǔn)（特別是s-scans）-手工編碼的掃描-錐角入射-掃描模式（線性或光柵），和覆蓋所有的光束校準(zhǔn)（特別是s-scans）這原來(lái)的ASME工作組是一個(gè)非常簡(jiǎn)單的決定。Article4要求波形進(jìn)行校準(zhǔn)；因此，如果一個(gè)有三十個(gè)波形，波形需要三十校準(zhǔn)。因此，所有E-掃描和s-scans都必須進(jìn)行校準(zhǔn)。這比其他一些制造商要求的要容易得多，圖2顯示了OmniScanAuto-TCG公司的方法；不同深度下的一系列校準(zhǔn)孔光束掃描，和適應(yīng)參考水平的整體電子利潤(rùn)。時(shí)間和距離需要校準(zhǔn)，即ACG（角度校正增益）和TCG（修正時(shí)間）。圖2示意圖顯示OmniScan汽車自動(dòng)TCG的方法來(lái)校準(zhǔn)。手工編碼的掃描手動(dòng)掃描是“無(wú)腦”的，因?yàn)樗蟛糠质潜籄rticle4涵蓋的，并在這些規(guī)定范圍內(nèi)應(yīng)用。對(duì)于線性掃描，可以執(zhí)行手動(dòng)掃描無(wú)論有沒(méi)有沒(méi)有編碼器。主要的區(qū)別在于沒(méi)有編碼器不能有效重復(fù)地收集數(shù)據(jù)，而且審核是不可能的。經(jīng)過(guò)討論，ASME意識(shí)到在沒(méi)有聯(lián)合國(guó)編碼的線性掃描下有這么多問(wèn)題，導(dǎo)致它不被接受。因此，只有編碼線性掃描和手動(dòng)掃描是被允許的。錐角入射確實(shí)，這個(gè)問(wèn)題已經(jīng)困擾ASME多年。Escans是相當(dāng)簡(jiǎn)單的概念（在核工業(yè)通常稱為“線性掃描”），它是固定角度的電子掃描。這些可以被定義為任何手動(dòng)或自動(dòng)掃描，用“適當(dāng)”的角度，或選擇的角度來(lái)產(chǎn)生地下錐近似垂直入射。然而，在光束橫掃焊縫中問(wèn)題不同于s-scans。根據(jù)數(shù)組的位置，焊縫的幾何形狀，斜面，厚度等的輪廓，梁會(huì)使焊縫坡口在很寬的角度范圍內(nèi)（5）；這些角可能是適當(dāng)?shù)模部赡苁遣磺‘?dāng)?shù)?。這個(gè)問(wèn)題可以看出，示意圖如圖3，顯然在一個(gè)單一的S-掃描中“適當(dāng)”接近上限是正確的，但顯然不合適在根區(qū)。手動(dòng)掃描就不存在這個(gè)問(wèn)題；然而，它主要關(guān)注的是編碼的線性掃描。首先需要討論一個(gè)合適的角度；審核團(tuán)仍然在對(duì)這做一些研發(fā)來(lái)進(jìn)行最后定稿。其次，一個(gè)單一的S-掃描可能不足以用在在所有情況下；事實(shí)上，僅僅對(duì)薄墻用一個(gè)單一的S-掃描是令人滿意的，其厚度通常小于10毫米（6）。現(xiàn)在的解決辦法是需要適當(dāng)?shù)慕嵌仁褂脪呙栌?jì)劃顯示覆蓋區(qū)域，它是要求報(bào)告計(jì)劃的一部分。更多的功能，現(xiàn)在市場(chǎng)上有經(jīng)濟(jì)的光線跟蹤軟件包比如esbeam（7），它們都是特別針對(duì)定義掃描計(jì)劃階段陣列和焊縫的TOFD檢測(cè)。圖4顯示了在一個(gè)10毫米墻采用兩樣本掃描計(jì)劃45o-70os-scans（6）。根據(jù)焊縫形狀等，多s-scans可能需要覆蓋角度。圖3焊縫單S-掃描覆蓋示意圖圖4典型的對(duì)接焊縫計(jì)劃掃描在寫作時(shí)，編碼的線性掃描代碼已經(jīng)發(fā)表了（CC2599和2600）。然而，仍然有對(duì)最終文本的強(qiáng)制性附錄要求的探討。掃描模式（線性或光柵）和覆蓋手動(dòng)掃描模式并不是問(wèn)題，因?yàn)樗麄兌荚贏rticle4.里。編碼掃描基本上被引進(jìn)的掃描圖顯示覆蓋。例如，該陣列具有有足夠長(zhǎng)的時(shí)間來(lái)使用多個(gè)光束提供完整的焊縫覆蓋，或多次使用。其他細(xì)節(jié)，像多久數(shù)據(jù)軸（每1毫米薄的材料）需要被收集和有多少數(shù)據(jù)點(diǎn)能在重新掃描前舍棄，都在其他技術(shù)規(guī)范中。對(duì)于E-掃描不同的是，步進(jìn)每一個(gè)元素，或?yàn)榱斯?jié)省時(shí)間和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)跳躍元素（即優(yōu)化掃描）是可行的。覆蓋在代碼的情況下，需要至少50%的覆蓋范圍（6分貝）。步進(jìn)的每一個(gè)元素與一個(gè)典型的陣列給出90%覆蓋，即在掃描。類似的情況出現(xiàn)在束掃描s-scans，給出了冗余覆蓋在10增量（經(jīng)常練習(xí)）。這里代碼的情況，提出利用最小50%覆蓋，但問(wèn)題還沒(méi)有敲定為強(qiáng)制性附錄。其他問(wèn)題其他幾個(gè)問(wèn)題需要討論：報(bào)告（包括所有必需的變量加相控陣天線的特殊變量）；編碼掃描整個(gè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)；顯示。其他代碼活動(dòng)API一個(gè)最近使用美國(guó)石油學(xué)會(huì)很多程序的試驗(yàn)是非常成功的。API程序UT2為OmniScan不需要做任何改變。OmniScan現(xiàn)在經(jīng)常使用的API來(lái)工作例如，API1104和APIrp2x。總的來(lái)說(shuō)，是相當(dāng)先進(jìn)的，采用了分階段地陣列，而且它很少出現(xiàn)問(wèn)題。AWS美國(guó)焊接學(xué)會(huì)是一個(gè)不同的故事，并鎖定在D1.1規(guī)范。在這里，手動(dòng)檢查有密切的指定，OmniScanM（手動(dòng)）已要求工程師的批準(zhǔn)。2005，從洛杉磯公司得到特別批準(zhǔn)通過(guò)性能演示，但這是一個(gè)例外。線性編碼技術(shù)附件是發(fā)達(dá)，但人們一直不愿意接受這個(gè)概念，直到最近，當(dāng)探頭不按照D1.1振蕩。ASTM美國(guó)材料試驗(yàn)學(xué)會(huì)發(fā)表了一個(gè)推薦的做法，建立相控陣天線-e-2491-06（8）。這RP需要角度校正增益（ACG）和時(shí)間校正增益（TCG）的校準(zhǔn)，這限制了波束掃描的可能范圍相陣列。圖5顯示了一個(gè)S-掃描也無(wú)法校準(zhǔn)的實(shí)例，將同時(shí)產(chǎn)生剪切和縱波。圖5–視線中，使用S-掃描陣列相控陣焊縫檢測(cè)的照片。相控陣目前正在起草一個(gè)實(shí)踐標(biāo)準(zhǔn)（實(shí)質(zhì)上是一個(gè)程序手冊(cè)編碼PA）。結(jié)論1、ASME特別努力發(fā)展幾個(gè)代碼和代碼的情況下對(duì)相控陣壓力容器的焊縫檢查。2、ASME手工編碼的線性掃描代碼的情況下發(fā)表。強(qiáng)制性的附錄中。3、總的來(lái)說(shuō)，ASME已解決：校準(zhǔn)，覆蓋，錐角入射，掃描程序，掃描計(jì)劃，加上人工和編碼掃描。4、其他北美碼體特別是ASTM，已經(jīng)專注于代碼和實(shí)踐的編寫。免責(zé)聲明這些是那些作者和那些ASME的觀點(diǎn)。參考文獻(xiàn)1)R/DTech,2004,“IntroductiontoPhasedArrayUltrasonicTechnologyApplications–R/DTechGuideline”,publishedbyR/DTe