X80管线钢不同变形状态的磁记忆检测试验研究

为探明管线钢在不同变形状态的力磁耦合特性,以实现油气管道塑性变形损伤的早期预警,本文开展了X80管线钢在弹塑性变形阶段的磁记忆检测试验研究。采用疲劳试验机对标准板状试件导入不同变形状态,通过应力-应变监测系统获取试件的实时应变情况,同时利用磁记忆检测仪对卸载后的试件表面磁场强度进行离线扫描。结果表明:在弹性变形阶段,磁场强度分布曲线表现出线性程度较好的直线,在塑性变形阶段则出现局部畸变;以磁场强度法向分量的斜率和切向分量的绝对值为特征参数,其随应力增加先增大后减小的变化规律反映了材料的弹塑性转变过程;利用改进的J-A磁机械模型可以合理地解释弹塑性变形过程中磁信号的反转现象;切向分量对局部塑性变形的表征比法向分量更为敏感,根据切向分量的变化可以判定试件是否进入塑性变形阶段,根据切向磁场梯度最大值与应力的量化关系,可以表征试件的应力集中状态,为塑性变形损伤的诊断提供依据。     

封面图片说明

金属磁记忆(MMM)检测技术在埋地管道缺陷的非开挖检测和早期损伤诊断方面极具应用潜力。在本期刊载的论文"X80管线钢不同变形状态的磁记忆检测试验研究"中,西南石油大学机电工程学院杨晓惠博士等人,通过X80管线钢静载拉伸试验,分析了在弹塑性变形状态下试件表面的磁记忆信号变化规律,并利用改进的J-A磁机械模型合理解释了磁信号的反转变化。     

X80管线钢凹坑-划痕缺陷的磁记忆检测研究

为了研究不同机械损伤类型的力磁耦合特性,设计了带凹坑和划痕缺陷的X80管线钢试样,通过静载拉伸试验,对比分析两种缺陷在不同载荷作用下的磁记忆信号特征。结果表明:凹坑缺陷处切向磁场强度出现峰值,梯度值过零点,磁记忆信号的畸变程度随载荷的增加而降低;划痕缺陷在初始状态未表现出磁信号异常,但随载荷的增加,其切向磁场分量的应力集中特征渐趋明显;两种缺陷处,切向磁场梯度的峰谷值差与试样的损伤程度存在近线性关系,但变化趋势相反,这一特征可为X80管线钢机械损伤程度的定量评估提供参考依据。     

射线源平移扫描 CT 解析重建算法研究

微焦CT通过圆周扫描可对处于视场内的物体实现高分辨力成像。针对超出视场的大物体CT成像,一种射线源平移扫描CT(STCT)被提出。STCT采用射线源直线运动的方式采集投影数据,具有结构简单、应用灵活等特点。由于在STCT扫描过程中,每个位置的射线只能照射到部分物体,投影数据存在截断。为了提高重建效率和处理截断投影数据,提出了基于数据重组的滤波反投影重建算法(rFBP),该算法基于STCT扫描特性和X射线衰减性质,通过对置射线源采样点与探测器像元,将截断投影数据重组为全局投影数据,并在此基础上推导了rFBP算法表达式。仿真和实物实验结果验证了rFBP算法的有效性与实用性,重建时间综合缩短至SIRT算法的0.6%。rFBP算法能避免截断伪影,准确、高效地重建STCT图像。     

基于工业 CT 的零件内外曲面形位误差分析

针对具有复杂内腔结构零件的内部曲面形位误差分析困难的问题,提出了一种基于工业 CT 技术的零件复杂内腔的形 位误差分析方法。 首先,使用工业 CT 对零件进行扫描并重建为测量 STL 模型。 然后将设计 IGES 模型离散为 STL 模型与测量 STL 模型进行配准。 其次,利用设计 IGES 模型作为引导,判定测量 STL 模型中的点和 IGES 模型各曲面的归属,自动分割测量 STL 模型中的所有曲面。 最后,选取设计 IGES 模型的曲面并对曲面对应的点云簇进行形位误差分析。 选取百万级测量点云的 阀体模型进行实验,完整地分割点云模型所有曲面,选择任意曲面进行形位误差分析,测得选定内部曲面的圆柱度为 1. 11 mm、 平面度为 0. 61 mm、平行度为 1. 92 mm。 本文方法只需输入零件测量 STL 模型和零件设计 IGES 模型,再选取设计 IGES 模型待 测曲面就可以自动地完成零件内外曲面的形位误差分析。     

基于邻层数据匹配的工业 CT 图像生成 G 代码方法

针对目前工业CT图像转换为3D打印G代码方法效率低的问题,提出一种基于邻层数据匹配的工业CT图像直接转换成G代码的方法。首先采用Canny算子提取工业CT图像的轮廓,然后处理轮廓分叉问题,实现邻层间几何信息数据匹配,其次进行邻层间轮廓插值以满足3D打印层间厚度要求,从而避免"阶梯效应",最后通过填充编码得到用于3D打印的G代码。使用本文提出的方法,轮毂CT图像转换为G代码的时间为10.5 s,耗时远小于其他间接转换方法;3D打印出的轮毂无"阶梯效应",平均尺寸误差率为0.25%。实验结果表明,该方法不涉及中间格式,转换效率高,转换误差与传统方法相当,适用于具有复杂内腔结构的零件。