45#板材试块金属磁记忆检测技术实验研究

毕业设计(论文)题目:45#板材试块金属磁记忆检测技术实验研究 学院:专业:姓名:学号:指导教师:年月毕业设计（论文）任务书I、毕业设计(论文)题目：45#板材试块金属磁记忆检测技术试验研究业设计(论文)使用的原始资料(数据)及设计技术要求：1、原始资料：45#板材试块工件若干；金属磁记忆检测设备一套；计算机2、毕设要求：(1)查找45#板材试块金属磁记忆检测相关资料；(2)掌握金属磁记忆检测工艺；(3)掌握45#板材试块金属磁记忆检测工艺；(4)数据处理。业设计(论文)工作内容及完成时间：1、查阅45#板材磁记忆检测工艺的相关资料并撰写开题报告；03.09－04.102、研究45#板材试块特征及磁记忆检测方法；04.11－04.153、研究T45#板材试块磁记忆检测方法；04.16－04.304、研究该工件的金属磁记忆检测工艺；05.04－05.155、数据处理；05.16－05.316、总结并撰写论文，答辩。06.01－06.26要参考资料：[1]任吉林,林俊明.电磁无损检测[M].北京:科学出版社,2008.[2]宋植堤.覆层厚度测试技术[M].江苏:科学出版社,1992.[3]陆明炯.实用机械工程材料手册[M].沈阳市.辽宁科学技术出版社,2004.[4]屠海令,江君照.金属材料理化测试全书[M].北京市.化学工业出版社,2000.,2006:236-237.[5]任吉林等.金属磁记忆二维定量检测试验研究[C]．全国第九届无损检测学术年会论文集,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#板材试块金属磁记忆检测技术实验研究摘要：随着科技的进步，无损检测占据着重要的地位。而在新技术不断涌现的今天，磁记忆检测技术依旧是唯一能够检测缺陷萌生前的无损检测方法。在载荷和地磁场的激励下，引起铁磁性内部应力集中区磁畴重新取向，由此这种状态便被铁磁性工件记录保留下来，这就是磁记忆检测的原理。构件的应力集中是引发后期缺陷的主要原因，利用金属磁记忆检测技术，通过对磁记忆法向分量过值零点的位置来判断应力集中部位，从而便能进一步看出应力集中部位的切向分量与法向分量对定量的具体影响。本文的实验研究主要是对45#钢试件在不同实验力下进行静载拉伸获取法向和切向分量的数据，再用origin软件对数据进行处理，同时对实验数据微分绘制李萨如图，这样便可以同时反映二个不同方向分量的特征，利用其封闭区域的大小来判断应力集中的程度，以达到定量分析的目的，这样可以有效减少误差，根据最后的结果再与ANSYS软件对实验试样的应力分布进行有限元仿真的结果进行对比。关键词：磁记忆技术应力集中李萨如图定量分析有限元仿真指导老师签名：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:目录TOC\o"1-3"\h\u288551绪论204701.1引言 反应堆压力容器和主电路的检查压力容器检验规程相控阵M.Moles,奥林巴斯无损检测，加拿大摘要压力容器和管道焊接需要检查代码以减少由于失败的世界焊接缺陷的存在，这尤其适用于核反应堆。超声相控阵现在具有商业价值。特别是，他们提供的主要好处超过传统摄影的焊缝检查。具体而言，天线阵列的快速，灵活和可编码扫描时使用。此外，相控阵没有安全问题，没有环境影响数据的最小存储需求。然而，所有的新技术必须遵循一套规则、规范，以保证合理可靠的缺陷检测和一个合适的过程。可以说，在压力容器规范世界的领袖是ASME，并且第五代ASME新结构焊缝已经在很积极地开发代码和代码案例以针对相控阵检测压力容器和管道焊接。本文介绍了相控阵天线的新的检查代码的演化，特别是出现介绍相控阵码的问题，比如：-手动与编码扫描-所有的光束校准（特别是S-scans）-扫描模式（线性或光栅）-锥角入射和覆盖此外，一个简短的状态更新了其他北美超声检测规范，如API，AWS和ASTM。导言压力容器和管道焊接需要检查代码以减少由于失败的世界焊接缺陷的存在，这尤其适用于核反应堆。超声相控阵现在具有商业价值。特别是，他们提供的主要好处超过传统摄影的焊缝检查。具体而言，天线阵列的快速，灵活和可编码扫描时使用。此外，相控阵没有安全问题，没有环境影响数据的最小存储需求。然而，所有的新技术必须遵循一套规则、规范，以保证合理可靠的缺陷检测和一个合适的过程。可以说，在压力容器规范世界的领袖是ASME，并且第五代ASME新结构焊缝已经在很积极地开发代码和代码案例以针对相控阵检测压力容器和管道焊接。本文介绍了相控阵天线的新的检查代码的演化，特别是出现介绍相控阵码的问题，比如：-手动与编码扫描-所有的光束校准（特别是S-scans）-扫描模式（线性或光栅）-锥角入射和覆盖此外，一个简短的状态更新了其他北美超声检测规范，如API，AWS和ASTM。相控阵工业相控阵是一种新技术，但都是基于和其他波物理一样的规律，再加上“相位”的概念。然而，相控阵天线在相关技术的发展之后，像雷达，声纳，医学超声学和地球物理学，故市场要小得多，并且还有具体问题：较小的波长，不同模式的波的成分，大量不同的成分和材料。相控阵天线已被广泛描述在其他地方（1），所以这里只用一个简短的介绍。从本质上讲，每个阵列是被单独加上的，它们来提供时间延迟。该软件允许操作员确定角度，焦距，扫描模式和其他参数；该软件计算所有的时间延迟来保证“阵列”，还建设性地引导光束通过一个范围的角度，扫描光束沿轴，聚焦光束和使用多个扫描模式。图1显示了插图的电子扫描（E-扫描）和扫描光束（s-scans）。图1-顶端，E-SCAN进行腐蚀。底端，S-扫描对汽轮机叶片叶根。代码-美国机械工程师协会（ASME）ASME压力容器规范在过去的一个世纪和现在都处于领先地位。ASME已开发了一个全面的多段代码为压力容器，其包括SectionV。SectionV涵盖了超声波检测，以新技术和技术的引入为典例（最初的），其次是强制性或非强制性的技术附录（2）。第五节最近为了衍射时差（3）和相控阵列（4）已成功引进新法规，可以说是两个是过去的几十年焊接检验中最重要的发展。ASME制定新的或修改的代码是通过了正常的程序适当的工作组（超声波），该工作组是有新技术支撑的。这一草案规范的情况下，然后送到主要的委员会，投票，底片容纳，最后打印，整个过程通常需要几年的时间。本文介绍了一些曾经讨论ASME分阶段解决的阵列码的案例问题。ASME的问题很明显，相控阵在商业上是可行的和也是可以提供良好的质量检查的，所以ASME迅速致力于开发一个适当的规则集。最快的方式是通过代码的情况下，用强制性附录跟随。这条路线之后存在三码的情况：手动相控阵天线（2541，2557和2558）和两个编码的线性扫描（2599和2600）。以下主要问题进行了讨论：-所有的光束校准（特别是s-scans）-手工编码的扫描-锥角入射-扫描模式（线性或光栅），和覆盖所有的光束校准（特别是s-scans）这原来的ASME工作组是一个非常简单的决定。Article4要求波形进行校准；因此，如果一个有三十个波形，波形需要三十校准。因此，所有E-扫描和s-scans都必须进行校准。这比其他一些制造商要求的要容易得多，图2显示了OmniScanAuto-TCG公司的方法；不同深度下的一系列校准孔光束扫描，和适应参考水平的整体电子利润。时间和距离需要校准，即ACG（角度校正增益）和TCG（修正时间）。图2示意图显示OmniScan汽车自动TCG的方法来校准。手工编码的扫描手动扫描是“无脑”的，因为它大部分是被Article4涵盖的，并在这些规定范围内应用。对于线性扫描，可以执行手动扫描无论有没有没有编码器。主要的区别在于没有编码器不能有效重复地收集数据，而且审核是不可能的。经过讨论，ASME意识到在没有联合国编码的线性扫描下有这么多问题，导致它不被接受。因此，只有编码线性扫描和手动扫描是被允许的。锥角入射确实，这个问题已经困扰ASME多年。Escans是相当简单的概念（在核工业通常称为“线性扫描”），它是固定角度的电子扫描。这些可以被定义为任何手动或自动扫描，用“适当”的角度，或选择的角度来产生地下锥近似垂直入射。然而，在光束横扫焊缝中问题不同于s-scans。根据数组的位置，焊缝的几何形状，斜面，厚度等的轮廓，梁会使焊缝坡口在很宽的角度范围内（5）；这些角可能是适当的，也可能是不恰当的。这个问题可以看出，示意图如图3，显然在一个单一的S-扫描中“适当”接近上限是正确的，但显然不合适在根区。手动扫描就不存在这个问题；然而，它主要关注的是编码的线性扫描。首先需要讨论一个合适的角度；审核团仍然在对这做一些研发来进行最后定稿。其次，一个单一的S-扫描可能不足以用在在所有情况下；事实上，仅仅对薄墙用一个单一的S-扫描是令人满意的，其厚度通常小于10毫米（6）。现在的解决办法是需要适当的角度使用扫描计划显示覆盖区域，它是要求报告计划的一部分。更多的功能，现在市场上有经济的光线跟踪软件包比如esbeam（7），它们都是特别针对定义扫描计划阶段阵列和焊缝的TOFD检测。图4显示了在一个10毫米墙采用两样本扫描计划45o-70os-scans（6）。根据焊缝形状等，多s-scans可能需要覆盖角度。图3焊缝单S-扫描覆盖示意图图4典型的对接焊缝计划扫描在写作时，编码的线性扫描代码已经发表了（CC2599和2600）。然而，仍然有对最终文本的强制性附录要求的探讨。扫描模式（线性或光栅）和覆盖手动扫描模式并不是问题，因为他们都在Article4.里。编码扫描基本上被引进的扫描图显示覆盖。例如，该阵列具有有足够长的时间来使用多个光束提供完整的焊缝覆盖，或多次使用。其他细节，像多久数据轴（每1毫米薄的材料）需要被收集和有多少数据点能在重新扫描前舍弃，都在其他技术规范中。对于E-扫描不同的是，步进每一个元素，或为了节省时间和数据存储跳跃元素（即优化扫描）是可行的。覆盖在代码的情况下，需要至少50%的覆盖范围（6分贝）。步进的每一个元素与一个典型的阵列给出90%覆盖，即在扫描。类似的情况出现在束扫描s-scans，给出了冗余覆盖在10增量（经常练习）。这里代码的情况，提出利用最小50%覆盖，但问题还没有敲定为强制性附录。其他问题其他几个问题需要讨论：报告（包括所有必需的变量加相控阵天线的特殊变量）；编码扫描整个数据存储；显示。其他代码活动API一个最近使用美国石油学会很多程序的试验是非常成功的。API程序UT2为OmniScan不需要做任何改变。OmniScan现在经常使用的API来工作例如，API1104和APIrp2x。总的来说，是相当先进的，采用了分阶段地阵列，而且它很少出现问题。AWS美国焊接学会是一个不同的故事，并锁定在D1.1规范。在这里，手动检查有密切的指定，OmniScanM（手动）已要求工程师的批准。2005，从洛杉矶公司得到特别批准通过性能演示，但这是一个例外。线性编码技术附件是发达，但人们一直不愿意接受这个概念，直到最近，当探头不按照D1.1振荡。ASTM美国材料试验学会发表了一个推荐的做法，建立相控阵天线-e-2491-06（8）。这RP需要角度校正增益（ACG）和时间校正增益（TCG）的校准，这限制了波束扫描的可能范围相阵列。图5显示了一个S-扫描也无法校准的实例，将同时产生剪切和纵波。图5–视线中，使用S-扫描阵列相控阵焊缝检测的照片。相控阵目前正在起草一个实践标准（实质上是一个程序手册编码PA）。结论1、ASME特别努力发展几个代码和代码的情况下对相控阵压力容器的焊缝检查。2、ASME手工编码的线性扫描代码的情况下发表。强制性的附录中。3、总的来说，ASME已解决：校准，覆盖，锥角入射，扫描程序，扫描计划，加上人工和编码扫描。4、其他北美码体特别是ASTM，已经专注于代码和实践的编写。免责声明这些是那些作者和那些ASME的观点。参考文献1)R/DTech,2004,“IntroductiontoPhasedArrayUltrasonicTechnologyApplications–R/DTechGuideline”,publishedbyR/DTe