Навигация
3.6 Граничные условия
Для левой границы модели, с координатой r = 0 (рис. 8), определяем специальный вид граничных условий – аксиальная симметрия, что означает, что вся модель будет сконфигурирована путем вращения той части рисунка, которая лежит правее r = 0, вокруг оси z.
Магнитный потенциал на других внешних границах рисунка определяется равным нулю. Все остальные граничные условия – continuity.
3.7 Построение сетки. Получение результатов моделирования
Так как изначальное автоматическое разбиение модели нас не устраивает, мы вручную улучшаем качество разбиения интересующих нас областей, наиболее влияющих на точность решения задачи. Таким образом, получаем следующую картину.
Рисунок 9. Разбиение модели
Результатом расчета задачи является картина распределения r-той составляющей плотности магнитного потока (рис.10 и рис.11). Полученное распределение плотности магнитного потока говорит о правильности построения модели и задания всех граничных условий и свойств материалов.
Рисунок 10. Распределение плотности магнитного потока (без дефекта) на частоте 100кГц
Рисунок 11. Распределение эквипотенциальных поверхностей (без дефекта) на частоте 100кГц
4. Обработка данных
4.1 Расчетная часть
В ходе решения задачи была получена база сигналов для различных видов дефектов. Однако чтобы получить конечные результаты необходимо произвести некоторые вычисления.
Полученные результаты в среде COMSOL Multiphysics, представляющие собой массивы значений магнитной индукции, необходимо пересчитать в значения ЭДС, соответствующие сигналу с вторичной катушки.
Для начала определим магнитный поток по соответствующей формуле:
где 
- площадь принимающего датчика
- значение магнитной индукции, полученные из COMSOL Multiphysics
Далее находим значение ЭДС:
где 
- частота, на которой производились измерения
В результате получили комплексные значение ЭДС при различных параметрах: частоте, форме дефекта, глубине дефекта. Всего 400сигналов. Для расчета модели была написана программа в среде MatLab, которая работала совместно с COMSOL Multiphysics, что позволило упростить и ускорить время расчета. Текст программы приведен в приложении 1.
4.2 Результаты расчета модели
Вид годографа для прямоугольной формы дефекта, частота 25кГц, 100кГц, 200кГц, 400кГц, глубины дефектов (0.4, 0.6, 0.8, 1.0, 1.2 мм), раскрытие дефекта постоянно(0.1мм)
Рисунок 12. Годографы для дефекта прямоугольной формы с различной глубиной
Вывод: при изменении частоты меняется угол наклона годографа, а при изменении глубины дефекта меняется амплитуда
Вид годографа для прямоугольной формы дефекта, частота 25кГц, 100кГц, 200кГц, 400кГц, раскрытие дефектов (0.1, 0.3, 0.5, 0.7, 0.9 мм), глубина дефекта постоянно(0.4мм)
Рисунок 13. Годографы для дефекта прямоугольной формы с различным раскрытием
Вывод: при изменении частоты меняется угол наклона годографа, а при изменении раскрытия дефекта меняется амплитуда
Зависимость амплитуды сигнала (при различных глубинах дефекта, но при постоянном раскрытии) от местоположения дефекта.
Прямоугольная форма дефекта, частота 25кГц
Рисунок 14. Сигналы для дефекта прямоугольной формы с различной глубиной
Вывод: с увеличением глубины дефекта, амплитуда сигнала увеличивается.
Зависимость амплитуды сигнала (при различном раскрытии дефекта, но при постоянной глубине) от местоположения дефекта.
Прямоугольная форма дефекта, частота 25кГц
Рисунок 15. Сигналы для дефекта прямоугольной формы с различным раскрытием
Вывод: с увеличением раскрытия дефекта, амплитуда сигнала увеличивается
4.3 Расчет информативных признаков
Для дальнейшей работы с сигналами определим по ним следующие признаки:
· F1 – максимальная резистивная составляющая;
· F2 –фаза максимальной резистивной составляющей;
· F3 – максимальная реактивная составляющая;
· F4 - фаза максимальной реактивной составляющей;
· F5 – максимальное значение ЭДС;
· F6 – фаза, соответствующая максимальному значению ЭДС;
· F7 – начальная фаза;
· F8 – конечная фаза;
· F9 – поворот фазы относительно точки с максимальной ЭДС;
· F10 – длина до точки с максимальной реактивной составляющей/ длина от точки с максимальной реактивной составляющей;
· F11 – полный размах/величина ЭДС в точке с максимальной реактивной составляющей.
На рис. 16 приведено расположение данных признаков. [5]
Рисунок 16. Схема признаков
Для расчета информативных признаков в среде MatLab была написана программа, автоматически считающая признаки для всех переменных параметров дефектов. Текст программы приведен в приложение 2.
Получили базу данных, состоящую из признаков, которые в дальнейшем будут использованы для корреляционного анализа, необходимых для решения обратной задачи.
Похожие работы
... генерального директора — главный инженер ОАО «Научно-исследовательский институт технологии, контроля и диагностики железнодорожного транспорта», кандидат технических наук В.Л. ЛАЗАРЕВ, главный конструктор Проектно-конструкторского бюро локомотивного хозяйства ОАО «РЖД» Н.Ю. ИЛЬЮЩЕНКОВА, начальник сектора неразрушающего контроля Проектно-конструкторского бюро вагонного хозяйства ОАО «РЖД» На ...
... , однако в последнем случае нанесение и индикацию пробных веществ выполняют по разные стороны перегородки. 2 Классификация физических методов неразрушающего контроля сварных соединений. Метрологическое обеспечение средств контроля При проведении мониторинга технического состояния (ТС) изделий, одной из наиболее актуальных является задача объективного своевременного обнаружения дефектов ...
... и цельнокатаные колеса, коленчатые валы дизелей и компрессоров, детали тяговых передач локомотивов. .) контролируется акустическими методами. На их долю приходится 35-40% общего объема операций неразрушающего контроля, выполняемых при изготовлении и ремонте подвижного состава. Применение системы акустических методов НК наряду с другими позволило обеспечить безопасность движения на железнодорожном ...
... при наличии автоматической приставки. Широко используют также дефектоскопы типа АСК-10(12), ИОС-1, ВК-ЗОС, ВД-20П, ИПП-1М, «Магнитоскоп» и др. Тепловые методы Тепловые методы неразрушающего контроля используют при исследовании тепловых процессов в РЭС, причем в большинстве случаев регистрируют поверхностное тепловое или температурное поле объекта контроля, в пространственно-временной ...
0 комментариев