焊接微缺陷磁光成像检测有限元分析

目的研究铁磁材料焊接微缺陷的磁光成像规律。方法运用漏磁检测原理和法拉第磁致旋光效应,建立微缺陷三维有限元模型,分析微缺陷磁光成像过程与磁场之间的关联,研究不同提离值、励磁电流、缺陷宽度、缺陷深度下的磁光成像,以及探索这些因素对磁光图像特征的影响。在此基础上,对最小宽度为0.05 mm的微缺陷进行磁光成像检测实验,并与模拟图像进行对比分析。结果提离值对磁感应强度曲线峰-谷特征的影响最大,随着提离值的减小,磁光图像缺陷宽度更接近实际,且轮廓边界对比度增大。提离值为0.4 mm时模拟的磁光图像与实际采集的最为吻合,在该参数下,电流、缺陷宽度、深度与峰-谷纵坐标差呈正相关,缺陷深度对峰-谷横、纵坐标差的影响最显著,电流的增大会影响漏磁场两端磁感应强度的收敛值。结论该磁光图像检测有限元分析方法可为实际检测实验提供理论指导。

焊接微裂纹缺陷对顶板与纵肋构造疲劳性能影响研究

为研究焊接微裂纹缺陷对正交异性钢桥面板顶板与纵肋构造疲劳性能的影响,首先采用扫描电子显微镜对实际桥梁结构的焊接断面进行缺陷检测,统计分析微裂纹尺寸和分布特性,然后基于既有试验和有限元分析方法,结合断裂力学理论,评估不同微裂纹缺陷对构造细节劣化效应的影响,并分析焊接微裂纹关键特征参数对构造细节疲劳性能的影响。结果表明:顶板与纵肋构造的焊趾及焊根处普遍存在微裂纹缺陷,焊根处微裂纹尺寸(平均值150.7μm、标准差100.8μm)大于焊趾处(平均值29.8μm、标准差17.4μm);顶板与纵肋构造细节主导失效模型主要由微裂纹尺寸决定;构造细节疲劳寿命直接由焊接微裂纹尺寸决定,其疲劳强度为100~200 MPa;疲劳裂纹最终扩展方向与焊接微裂纹初始角度无关,仅受实际受力状态影响。