弱磁热力管道安全评价技术研究

热力管道一般布置在城市中心,泄漏事故社会影响大。为了降低供热期工业和社会安全隐患,本研究提出一种在非供暖期对热力管道的安全评估方法,提升热力管道运行安全等级。首先,介绍了弱磁检测技术的原理和管道损伤程度评估方法,然后进行了现场试验以评估管道损伤程度,利用瞬变电磁方法进行了校验,之后进行了开挖验证。现场验证结果表明,利用弱磁检测方法对热力管道疑似腐蚀区域进行快速定位,再用瞬变电磁方法对腐蚀点的严重程度进行校验,能够实现对热力管道的安全评价,缺陷定量误差不大于20%。     

基于模糊最小-最大神经网络的输油管道泄漏故障诊断方法

提出一种基于模糊最小-最大神经网络的输油管道泄漏故障诊断方法。该方法将管道压力特征作为模糊最小-最大神经网络的输入,通过模糊最小-最大神经网络的输出判断管道是否发生泄漏,并且针对实测数据含有噪声和测量误差的情况,设计一种可以有效处理实测数据的隐含节点函数。通过对管道试验系统实测数据的验证,本文方法可以有效检测管道泄漏故障。     

螺栓根部裂纹的弱磁检测技术研究

传统无损检测方法很难解决火电厂高温螺栓根部裂纹的在役检测问题。本文应用弱磁检测技术采用中孔穿过法对火电厂高温螺栓根部的预制人工裂纹进行检测,计算检测磁信号梯度值,并运用概率统计中3σ法判断裂纹缺陷。结果表明:对于内外径差值达34 mm的高温螺栓,高精度测磁传感器对其根部裂纹有较好的检测效果,验证了弱磁检测技术在高温螺栓根部裂纹在役检测中的可行性。     

二维磁记忆检测仪器的研制与试验研究

依据磁记忆二维检测原理,研制设计了以微处理器为核心的磁记忆二维检测仪器,然后通过提取铁磁性构件疲劳区域的漏磁信号,分析磁记忆信号的法向分量与切向分量的梯度关系,实现对构件应力集中部位存在的残余应力的状态评估。并通过应力拉伸与实际传动连杆工件检测2个实验验证了磁记忆二维检测仪器工作的可行性,为进一步开展磁记忆二维检测定量分析的研究提供了有效的技术支撑。     

超高时空分辨率磁纳米测温前沿与进展

特殊条件下的远程、快速温度测量的前沿需求，对经典温度传感技术提出了挑战。磁学原理测温方法在这些领域颇具潜力，磁纳米粒子具备显著高效的温度–磁场转换效应及纳秒尺度的响应时间，可实现远程、高精度、快速的温度测量。本文综述了目前国内外磁纳米测温技术的发展现状，具体包括几种不同的磁纳米温度测量物理模型及仿真分析方法，以及相应的温度信息提取方法与测量系统设计。基于磁纳米粒子的远程温度测量方法主要原理是测量磁化率或磁化强度信号，通过Langevin磁学模型获取温度信息。多个原型实验证明了磁纳米测温技术在远程或超快速等约束条件下应用的可行性。磁纳米温度计为大功率芯片的结温测量、瞬态温度测量、穿透金属的远程温度测量以及高超声速风洞转捩点下游温度成像等极端条件下的温度测量提供了一种新的测量工具。     

钕铁硼磁钢微磁检测方法及试验研究

针对稀土永磁铷铁硼材料中存在的裂纹和表面刻痕等缺陷,提出了一种在地磁场环境下的微磁检测方法。设计研制了永磁铷铁硼缺陷的自动化检测装置,提出了有效的检测算法。能够根据曲线趋势判断缺陷;用自制的高精度微磁传感器和检测平台进行了试验。结果表明:自制的高精度微磁传感器可检测出未被充磁的钕铁硼磁钢的最小缺陷深度1 mm的槽,具有良好的工程实用价值。     

嵌入式技术在漏磁检测系统中的应用

将嵌入式技术、信号处理技术与漏磁检测技术结合起来,研制成一种适用于野外作业的便携式漏磁检测装置。由于采用了嵌入式模块,简化了电路的设计,提高了系统的整体性能。实验测试表明,该装置灵敏度及检测效率高,且成本低。在管道外侧一次扫查能检测出深度为0.2mm的缺陷,在冶金、石油化工以及城市水暖供应等工业部门中具有广阔的应用前景。     

磁悬挂天平导航控制系统的应用与研究

介绍了利用美国国家仪器有限公司(简称NI:National Instruments)的软件LabVIEW和硬件高速定时器/计数器,以及含步进电机的CCD线阵列式位置传感器支架来实现的磁悬挂天平MSBS(Magnetic Suspension and Balance System)导航控制系统,其中主要包括它的俯仰、左右和平动方向的导航控制.磁悬挂天平是进行风洞实验的理想装置,其基本核心技术之一就是进行导航控制.该系统基于LabVIEW7.0平台进行编程,具有操作界面友好直观、导航控制精度高、便于扩展等特点.磁悬挂天平导航控制系统是"30cm×30cm磁悬挂天平装置"及"30cm×30cm低速高品质气流风洞装置"的重要组成部分.     

新型混合励磁电机技术研究与进展

混合励磁电机是对传统单一励磁方式电机的发展,力求综合永磁电机和电励磁电机的优势和特点,有利于减少稀土永磁体用量、拓宽永磁电机调速及调压范围,在航空电源、新能源发电与驱动系统等领域有重要应用前景。本文从励磁结构和磁路原理两个角度对混合励磁电机进行分类和阐述,系统总结了提出的新型转子磁分路混合励磁电机及并列式混合励磁电机的结构原理与运行特点,论述了基于转子磁分路机理发展的混合励磁同步电机不同结构拓扑及其原理,给出了发电/电动运行控制的基本策略与方法。新型混合励磁结构拓扑及控制技术的研究为丰富和发展混合励磁电机技术提供了理论参考与实践指导。     

空气耦合式超声波无损检测技术的发展

空气耦合式超声波无损检测技术具有完全非接触、无损伤的特点,可用于传统超声检测手段难以适应的场合。本文介绍了空气耦合式超声检测技术的发展历程和主要难点,总结了该技术近几年的实际应用情况,分析了该技术的局限性。     

基于CIVA的薄铝板超声相控阵检测

使用CIVA的缺陷响应功能对薄铝板的超声相控阵检测过程进行仿真,得出检测工艺参数。分析了不同埋深下相同尺寸的腐蚀坑缺陷与波幅能量的关系,以及在特定埋深下的不同尺寸的腐蚀坑缺陷与波幅能量之间的关系。使用CIVA仿真制定的检测工艺指导OmniScanMX相控阵仪器的实际检测,结果表明CIVA仿真结果跟实际检测一致,说明CIVA能高效准确地预测薄铝板超声检测的结果。     

管道补强的弹塑性失效分析

以补强管道的水压爆破试验为基础,采用大应变弹塑性有限元分析方法对补强管道进行了强度分析,按照5%最大主应变准则和修正的ASME B13G规范,计算并比较了两种补强管道及其焊缝在出现U型缺陷和类裂纹缺陷情况下的失效应力.通过分析焊缝对接厚度对补强管道泄漏压强的影响,对管道的失效分析进行准确性验证及未知预测,为管道补强技术提供了设计依据及安全运行的保障.     

管内激波串振荡和壁面脉动压力特性

分析了管内激波串振荡引起的壁面压力脉动特性.采用直联风洞实验方式结合动态压力测量技术获得了矩形管道内不同激波串位置下的壁面压力分布数据,对所得压力脉动幅值、功率谱密度曲线等结果进行分析,探讨激波串流动非定常特点与引起压力脉动的机制.     

内埋式发射导弹折叠舵结构设计与分析研究

近年来内埋式发射导弹折叠舵得到了广泛关注和重点发展。本文主要对内埋式发射导弹折叠舵发展趋势及关键设计技术进行了综述。首先阐释了内埋式发射导弹采用折叠舵成为设计趋势,其次结合工程实例从工作环境角度指出折叠舵于大动压高负载条件下展开和锁紧、折叠舵于大载荷高热流条件下飞行两个发展趋势,最后从展开过程气动载荷设计、折展锁紧机构设计和舵面结构设计三个方面总结了关键设计技术及相关研究现状。     

基于CART决策树的电磁信号齿轮磨削烧伤电磁信号融合评价

针对涡流检测、漏磁检测和巴克豪森检测三种无损检测方法中单一检测方法存在局限性和不稳定性的问题,提出了基于监督学习的CART决策树数据融合算法,采用该算法建立模型对典型工件是否存在磨削烧伤进行了评估。对某直齿工件的946个齿面检测信号样本数据进行试验,选用758组数据作为训练样本,建立剪枝后模型,对剩余188组数据做出评估,结果表明预测准确率为99.5%。说明基于监督学习的CART决策树算法识别精度高,为齿轮磨削烧伤的电磁无损评估提供了新思路。     

构件隐性损伤的磁记忆检测方法研究

构件的隐性损伤是影响其可靠性的重要因素，但因为没有形成明显的物理不连续而难以得到及时的检测。本文研究了采用金属磁记忆检测技术检测构件的隐性损伤的机理。通过试验发现，金属磁记忆检测技术可以较好地检测构件的隐性损伤，实现损伤的早期诊断。构件中存在隐性损伤的区域的导磁性能发生变化．这一变化可以通过磁场参数的相应改变而显示。与其他无损检测方法相比，该方法可以更早地发现损伤区域，检测过程速度更快，并且不需要对构件的表面作更多的处理，如清洗，除渣等。金属磁记忆检测信号易受环境的影响，文中提出了减少干扰的初始磁化方法，并分析了不同栽荷作用过程对金属磁记忆检测信号的影响。     

智能超声气体流量计的研制

本文主要介绍新型智能超声气体流量计的工作原理、仪器结构，并给出内径１２５ｍｍ管道中脉动气流流量检测的初步实验结果和内径７００ｍｍ管道内，流速在３～１３ｍ／ｓ范围内的校准结果。     

毫米级平面叶栅的PSP测量

建立了一种新型的非接触式压敏涂料(Pressure Sensitive Paint,PSP)测压系统,设计了一套可拆卸式毫米级平面叶栅实验段,首次应用PSP测压技术测量了有/无叶尖间隙毫米级叶栅叶背表面静压分布.结果表明:由于存在叶尖间隙,叶盆处高压气体通过间隙泄漏流入叶背,使叶背叶尖处压力明显大于叶根处;与无叶尖间隙相比,有间隙时泄漏对叶背表面压力的影响约占叶高1/3,叶背底端受泄漏的影响较小.     

脉冲远场涡流检测双层钢管横向裂缝仿真研究

油套管和海底输运管等双层结构钢管,其横向裂缝是可能导致管道断裂的危害性缺陷。对脉冲远场涡流检测双层结构钢管的横向裂缝进行了有限元仿真研究。给出了内外完好、内裂外好、内好外裂、内裂外裂情况下的管道磁场分布、接收线圈上的感应电压衰减曲线、检测时间剖面图及检测灵敏度曲线。仿真结果显示脉冲远场涡流方法对内管和外管的横向裂缝均可进行有效检测;管道裂缝的存在导致其磁场分布与完好管道不同,从而在接收线圈上引起感应电压下降曲线的不同;内管裂缝在接收电压信号的早期出现明显的缺陷显示,外管裂缝的缺陷信号则在接收电压信号的后期才更明显。内管裂缝出现时接收线圈感应电压高于无缺陷时,而外管裂缝出现时接收线圈感应电压低于无缺陷时。在内管存在裂缝时,用此方法判断外管同一位置是否也有裂缝较困难。     

透平叶片顶部间隙流动特性的实验和数值研究

利用粒子图像测速技术(PIV)捕捉透平叶片顶部泄漏流特征,并以此数据验证湍流模型和用商业软件CFX12.0进行的数值模拟方法.所研究的叶片为典型的GE-E3叶片,为了展示泄漏涡的生成和发展过程,用实验数据展示了3个不同截面的速度分布.数值计算中使用了混合网格生成技术及5种湍流模型.通过与实验数据的比较发现:RNG k-ε模型计算所得的泄漏涡与实验所拍摄的真实流动能较好地吻合.此模型和计算方法同样适用于研究叶顶射流对泄漏流的影响.计算结果显示:通过叶片顶部气膜孔射流产生的阻挡效应,最多能降低6.12%的主流泄漏.