平面焊接残余应力九极磁测探头仿真分析-NDT集市.PDF

2011牟 运 东 元 损 检 铡 论 j盂论 文 精莲 平面焊接残余应力九极磁测探头仿真分析 王海涛 ，殷少华 。，丁克勤lI，赵 州。，王洪柱 (1．南京航空航天大学 自动化学院，南京 210016；2．中国特种设备检测研究院，北京 100013； 3．北京化_7-大学机 电系，北京 100029) 摘 要：焊接残余应力的磁测法是近年来发展的一种新方法，其磁测的关键在于传感器的设 计。常规的传感器为二极或四极 ，测量误差较大。试验采用了九极传感器，测量时不需要旋转 ，减 少了测量误差。采用高磁导率材料作探头，通过 电磁仿真，优化 了探头的结构、外形及线圈激励匝 数，并对影响因素进行分析。九极传感器为残余应力的快速测量提供了一种先进手段。 关键词 ：平面焊接；残余应力；切应力差法；九足探头 中图分类号：TG115．28 文献标志码 ：A 文章编号：1000—6656(2011)110052—03 SimulationAnalysisofNinePoleM agneticSensorsofFlatW eldingResidualStress WANGHai—Tao，YINShao-Hua．一，DING Ke-Qin ，ZHAOZou，WANGHong-Zhu2 (1．CollegeofAutomationEngineering，NanjingUniversityofAeronauticsandAstronautics，Nanjing210016，China 2．ChinaSpecialEquipmentInspectionandResearchInstitute，Beijing100013，China； 3．ElectricalandMechanicalDepartment，BeijingUniversityofChemicalTechnology，Beijing100029，China) Abstract：Magneticweldingresidualstressmeasurementmethodisanew methoddevelopedintherecentyears． Thekey to the residualstressmeasurementismagnetic sensordesign． Ithaslarge measurementerroratthe conventionalsensorwithtwoorfourpoles．Inthispaper，thesensorwithninepolescouldreducethemeasurement errorandwasnotneededneedtorotatewhenthemeasurementsweredone．W iththehighpermeabilitymaterialand theelectromagneticsimulation，thestructure，shapeandnumberofturnsoftheprobewereoptimized．Theaffecting factorswere also analyzed． ]rhe nine-pole-sensor provided an advanced means for the fast residualstress m easurem ent Keywords：Flatwelding；Residualstress；Differencemethodofshearstress；Ninepolemagneticsensors 焊接残余应力是由于焊接加热产生不均匀温度 布场各异，但大多为双向应力即平面应力状态 。 场引起的，在焊接过程中焊接区温度远高于周围区 厚板焊接接头中除纵向和横向残余应力外，还存在 域，加热过程 中焊接区受热膨胀 ，热膨胀受到周围区 较大厚度方向的残余应力。它们在厚度方向上分布 域的约束，使焊接区产生了塑性的热压缩；冷却过程 不均匀，分布状况和焊接工艺方法密切相关。 中焊接区的冷却收缩受