涡流检测阵列探头信号数值模拟

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1、分类号学号M201271257学校代码10487密级硕士学位论文涡流检测阵列探头信号数值模拟学位申请人：姜贺学科专业：电气工程指导教师：陈德智教授答辩日期：2015年5月23日AThesisSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringNumericalSimulationofArrayProbeSignalinEddyCurrentTestingCandidate:JiangHeMajor:ElectricalEngineeringSupervisor:Professo

2、rChenDezhiHuazhongUniversityofScience&TechnologyWuhan430074,P.R.ChinaMay,2015独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交

3、论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在____________年解密后适用本授权书。本论文不保密□。属于（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日华中科技大学硕士学位论文摘要涡流检测技术在核电厂蒸汽发生器管道的在役检测中具有不可替代的作用。阵列探头由于其检测速度快、不存在盲视问题、缺陷特征分辨能力强等特点，受到格外的重视，将成为今后探头的主要形式。数值模拟是研究涡流检测技术的重要手段，由于阵列探头

4、结构复杂，有限元法、边界元法等方法往往计算量大，计算时间长，内存需求大，实现起来较困难。本文研究适合于涡流阵列探头数值模拟的建模方法和计算方法。直接仿真计算阵列探头对管道的检测，由于所有的结构都是三维的，计算量很大。考虑到单个线圈尺寸远小于管道半径，可以把管壁近似为一个平板，从而大大简化计算的难度。从这一点出发，本文详细研究了管道模型和平板模型的等效性，找出了一种能将管道模型转化成平板模型的方法。使结构复杂的管道模型问题能够转换为结构简单的平板问题求解。根据等效原理，涡流检测问题可以分解为求解入射场和扰动场两个部分。对于无限大平板模型来说，入射场可以用解析法求出。而扰动场可以用有限

5、元法或积分方程法求解。积分方程法中积分内核的边界条件与缺陷模型无关，由无缺陷模型决定，平板模型的边界问题很容易解决，所以本文采用解析法加积分方程法作为求解平板涡流检测问题的主要算法。根据以上方法，本文编写了裂纹缺陷的计算程序，用平板模型代替管道模型进行计算。数值实验表明，计算结果与管道模型的计算结果吻合度较高。本文研究内容可为理解阵列探头涡流检测的机理、实现探头优化、信号识别等提供有力的手段。关键词：涡流检测；阵列探头；电磁场；数值模拟；积分方程法I华中科技大学硕士学位论文AbstractEddycurrenttesttechniqueisirreplaceablefortesti

6、ngthestreamgeneratortubesofnuclearpowerplant.Withtheadvantagesofhightestingspeed,strongflawfeaturesidentifyingability,arrayprobeisaveryidealchoice.Numericalsimulationisanimportantmethodtostudytheeddycurrenttesttechnique.Butsincethestructureofarrayprobesisverycomplex,thecomputationmodelofarrayp

7、robeusingfiniteelementmethodandboundaryelementmethodcanbeveryslowandrequireslargeamountofRAM.Sometimesitcanbeverydifficulttorealize.Thispaperresearchesonthemodelingmethodandcomputemethodforeddycurrentarrayprobe.Themodeloftubetestarraypr