大型电力变压器线圈轴向非线性振动研究

本文对具有非线性特性的变压器线圈在稳态及短路电动力下的轴向动态响应进行了单自由度和多自由度的理论和数值研究，对提出的安匝平衡时的单自由度力学模型，分别利用多惊讶法和打靶法进行了稳态响应的解析和数值分析，并对打靶法中差商阵的求法进行了改进，减少了计算工作量，对于典型的单柱式变压器线罪状系统建立了非线性多自由度模型，进行了短路响应数值分析，得出了响应特征及其和变压器各参数之关系，同时，进行了模型变压器短路试验，进行了轴向动态响应力等一系列测量，分析结果与试验结果相符。     

基于动态应变能的ITER真空室损伤检测

为研究结构存在多处缺陷时的固有振动特性变化,以及在等离子体破裂时瞬态电磁力作用下的真空室结构动态响应变化,采用“刚度下降法”建立ITER等离子体真空室(Vacuum Vessel,简称 VV)单层封闭壳体微损伤的简化模型,提取对微小损伤敏感的动态应变能变化率作为损伤标识量.同时采用了一种“以平代曲”的损伤定量定位直观展开方法,有效地实现了VV单层封闭壳体不同部位多缺陷的定量检测.     

电磁超声换能器中电磁场及洛伦兹力的快速求解方法

电磁超声换能器(EMAT)中电磁场及洛伦兹力的计算多采用有限元仿真,其运算量大且计算时间长;且已提出的EMAT解析模型未考虑换能器的关键部件,即永磁体;也没有推导其激发的三维非均匀静态磁场解析表达式,导致洛伦兹力的计算结果精度低。对此,本文基于ETREE(Extended Truncated Region Eigenfunction Expansion)解析法对EMAT进行数学建模,模型中引入了永磁体及其所激发的三维非均匀静态磁场,推导了EMAT的电磁场及洛伦兹力理论表达式。通过与有限元仿真的对比发现,采用本文提出的EMAT解析模型计算得到的电磁场及洛伦兹力与有限元仿真结果吻合很好,且解析求解计算耗时极少,从而验证了此方法的准确性和高效性。     

裂纹损伤对塔壳结构动态特性的影响研究

基于数值方法研究裂纹损伤对塔式壳体结构动态特性的影响。建立了等截面直立塔壳结构有限元模型,采用刚度下降法模拟不同程度受损单元,计算了无损和不同损伤工况下(耳式支座与塔体角焊缝处环向裂纹损伤),结构的固有振动特性和脉动风载荷作用下结构的动态响应。结果表明:结构振动信号可以反映塔壳结构局部不同程度损伤的影响,裂纹损伤对固有频率影响较小,最大20%损伤对固有频率的减小约为7%~8%;对模态振型影响较大,尤其在高阶(如15阶频率)上可能出现新的振型;对位移响应、动应力影响最为明显。     

非铁磁性管件电磁超声检测的混合仿真方法

针对全周径向电磁超声检测换能器,提出了一种非铁磁性管件电磁超声检测(EMAT)的混合仿真方法。该方法集成了解析法和有限元法,用以快速求取电磁超声检测信号。根据ETREE解析法,推导了EMAT的电磁场和洛伦兹力解析表达式。通过与有限元结果对比表明:解析法与有限元法计算出的洛伦兹力相对误差在2.1%以内,解析法的计算效率远高于有限元法。基于ETREE解析法,结合有限元求取的超声场,建立了电磁超声检测信号求解模型,获取了检测线圈电动势信号并计算了回波时间。通过与理论值的对比,结果表明,采用本文提出的混合仿真方法得到的回波时间和理论值之间的相对误差为1.2%,从而验证了该方法的正确性。     

胶结波纹夹芯板水浸超声相控阵检测

首次采用水浸相控阵超声检测方法对加工或使用过程中的胶结波纹夹芯板粘结质量进行了无损检测,与射线、激光、常规超声等检测方法相比,该方法具有分辨率高、检测速度快等优点;设计制作了具有2mm~50mm不同尺寸脱粘缺陷的波纹夹芯板试样并进行了漏粘、脱粘缺陷人工检测实验,研究了本文方法的检测可行性和检测精度(精度至少可达2mm)。     

基于振动信号神经网络层合板分层损伤检测研究

基于振动信号应用神经网络研究层合板分层损伤的检测方法. 对层合板分层损伤区域, 采 用相同坐标不同节点建立了分层损伤处的有限元模型; 通过数值模拟提取结构无损和 不同程度面积分层损伤的全局振动标识量; 重点研究神经网络对层合板分层损伤位置 和损伤程度的检测技术. 研究表明, 用结构全局振动标识量作为人工神经网络的输入, 对 层合板结构分层损伤检测是一种很有效的工程实用技术, 可应用于实际结构的在线损伤检测.     

ITER������Ȧ������֧�ŵĵ�����Ӧ��ֵģ��

A finite element model of the toroida field (TF) coil and gravity support system is established at first by taking its cyclic symmetry condition into account. The first ten order natural frequencies and their corresponding modal vectors of the system are calculated then by using the ANSYS software. Based on these modal information and the spectrum analysis method, the displacement response distribution of the TF system is obtained finally by using the standard seismic spectrum given in ITER EDA report. Furthermore, the feasibility of the numerical model is validated by comparing its results with those of a simplified model of single degree of freedom.     

塑性变形及疲劳损伤对304奥氏体不锈钢电磁特性的影响研究

利用MTS双轴试验机制作了具有不同塑性变形及不同疲劳损伤的试样,采用四端子直流电位法考察塑性变形和疲劳损伤对304奥氏体不锈钢材料电导率的影响,并利用极软磁磁滞回线仪测量塑性变形和疲劳损伤对材料磁性特性的影响。结果表明:首先基于实验研究发现塑性变形会导致材料电导率下降,磁特性升高;并通过微观分析得到塑性变形引起材料位错、滑移、孪晶的产生是导致材料电磁属性变化的诱因。其次,考察了疲劳损伤对304奥氏体不锈钢电磁特性的影响,表明疲劳损伤也可使材料电导率下降,磁特性升高。最后,实验研究发现塑性变形与疲劳损伤的复合作用增强了对304奥氏体不锈钢电磁特性的影响。     

涡流无损检测温度影响研究

增材制造是一种先进的金属制备方法，能够极大满足个性化的制造需求。制造过程中由于工艺原因可能会出现裂纹等典型缺陷。涡流无损检测对于增材制造结构件的裂纹缺陷是一种潜在的有效评价手段。在增材制造过程中，构件残余热会影响检测效果，需要开发抑制温度影响的涡流信号处理方法。基于以上背景，本研究开展了以下工作：(1)对涡流检测信号受温度影响的机理进行了详细分析，包括涡流检测信号温漂的影响因素以及这些因素随温度的变化规律。(2)基于数值计算验证了涡流检测信号的温漂规律。(3)搭建了涡流检测实验平台，通过该平台进行实验发现，待测导体温度越高缺陷信号越小。(4)针对自激自检探头信号温漂难题，设计了双探头差动补偿形式，开发了涡流信号间接差分信号处理方法。(5)使用上述差动补偿形式和信号处理方法，达到了减弱涡流信号漂移、提高涡流信号信噪比的目的。