【文章內容簡介】 動速度、截面積決定測量的靈敏度。而霍爾元件的優(yōu)點是較寬的響應頻帶、制造工藝成熟、溫度特性和穩(wěn)定性較好等。漏磁檢測主要采用的方式有： 漏磁檢測標準現(xiàn)狀 漏磁檢測再自動方面優(yōu)勢明顯。國際上已經制訂了ISO 9598《無縫和焊接鐵磁性壓力鋼管橫向缺陷的全圓周傳感器和漏磁探傷》和ISO 9402《無縫和焊接鐵磁性壓力鋼管縱缺陷的全圓周傳感器和漏磁探傷》兩項標準，即EN 10246/4：1999《無縫鐵磁性鋼管的自動全圓周磁傳感器和漏磁檢測》，用以檢測縱向缺陷。EN 10246/5:1999《無縫和焊接（埋弧焊除外）鐵磁性鋼管的自動全圓周磁傳感器和漏磁檢測》，用以檢測縱向缺陷。美國方面有ASTM E5701997《鐵磁性鋼管制品漏磁檢驗實施方法》和API對鐵磁性材料檢驗的一些要求。 1991年5月我國指定了第一部漏磁檢測標準鋼GB/T 126061990《鋼管及圓鋼棒的漏磁探傷方法》，規(guī)定了鐵磁性鋼管、圓鋼棒表面缺陷的漏磁探傷方法。在1998年又進行了標準修訂。但再壓力容器檢測方面，國內外都還沒有標準提出來采用漏磁檢測方法。第3章 ANSYS有限元分析 ANSYS的產生 自上個世紀后半頁以來，人類科技便已不可阻擋之勢迅猛向前發(fā)展。而其中最具有代表性的當屬計算機科學的進步。對于工程界的廣大人事而言，這不可不謂是一種福音。在工程實用的諸多領域里，為尋求可靠的、最優(yōu)的工藝和技術方案，以往憑借和依賴的直覺、經驗、試驗和“嘗試法”隨著工藝設計要求的日益嚴格，最求質量所引發(fā)競爭的口臻激烈，已開始顯得力不從心。倘若利用計算機這一先進手段，并輔以相應軟件，進行虛擬加工，則可提高產品加工質量，省時省力，降低成本。ANSYS正是再這樣一種大前提下，應運而生的。 ANSYS簡介 ANSYS軟件式世界上著名的大型通用有限元計軟件，具有強大求解和前、后處理功能，為我們解決復雜、龐大的工程項目和致力于高水平的科研攻關提供了一個兩地工作環(huán)境，更使我們從繁雜、單調的常規(guī)有限元編程中解脫出來。 在求解電機磁場問題時，常用的數(shù)值計算方法有差分法、邊界元法和有限元法三種，目前廣泛采用的是有限元法。作為一種多功能有限元分析軟件，ANSYS已廣泛應用于許多工程領域。 美國ANSYS公司成立于1970年，由John Swanson博士創(chuàng)立的?？偛课挥诿绹e夕法尼亞州的匹茲堡。ANSYS程序是該公司開發(fā)的主要產品，ANSYS大型通用有限元分析軟件融結構、流體、電場、磁場、聲場分析于一體，交互式操作菜單環(huán)境，極大地簡化了分析過程的操作性，使設計分析更加直觀和可視化，不僅提供了求解器，同時提供了前后處理器，對模型的創(chuàng)建和結果的處理更加方便。 ANSYS軟件是融熱、電磁、流體、聲學于一體的大型通用有限元分析軟件。采用ANSYS有限元分析軟件中相關電磁計算方法,可以對被檢測的構件和漏磁檢測方法,建立漏磁檢測的有限元分析模型,從計算結果中分析研究檢測的機理,為檢測傳感器的設計和結果分析提供理論指導。通過ANSYS軟件可以模擬各種缺陷試驗,分析過程可以分為三個階段。第一,前處理階段,此階段先建立實體模型、定義出材料一些相關參數(shù)(有限單元的劃分,有限單元的輸入和輸出結果參數(shù))；第二,求解階段,施加載荷,通過求解器求解；最后為處理階段,查看模擬算的結果,根據它的輸出結果,可以產生試驗模型的磁力線圖、矢量磁位、磁感應強度、磁場強度的等值圖、矢量圖等。計算時間的多少和模擬的近似程度,主要取決于模型的維數(shù)、單元的多少。在目前最快的臺式PC機上,漏磁檢測模型的二維有限元計算已經能較快地給出結果。根據管道內漏磁檢測器的工作狀態(tài)，忽略次要因素的影響，可以為其建立二維或三維的有限元分析模型，進行靜態(tài)磁場分析計算。選擇ANSYS分析模型時應充分考慮到其對稱性，具有對稱性的模型可只為一部分建模，從而大大減少模型的大小，提高運算速度。進行二維有限元分析是在假設存在的缺陷為環(huán)狀缺陷的前提下進行的，通過二維分析可以掌握管壁缺陷漏磁信號的一些規(guī)律，但是，管壁上的大多數(shù)缺陷是點狀或面狀的，當缺陷的長度和深度相同時，不同寬度的缺陷產生的漏磁信號時有差別的，為了研究缺陷的寬度對漏磁信號的影響需要建立三維有限元模型。 三維有限元模型是一個復雜的過程，但由于研究重點為缺陷附近的漏磁情況，因此并非一定要建立有限元的全模型，可以根據要分析的缺陷的大小選擇半模型、四分之一模型或八分之一模型（八分之一模型實際仿真存在八個缺陷的管道）缺陷漏磁場的范圍為缺陷表面積的25倍，選擇三維模型應以要分析缺陷的實際情況而定，以兩個缺陷漏磁場互不影響為原則。經過三維有限元分析，漏磁信號更接近于實際側的信號。 ANSYS的分析功能包括結構分析、非線性分析、熱分析、電磁場分析、電場法分析、流體流動分析、耦合磁場分析。在本論文中我們主要應用的是ANSYS的電磁場分析功能。 ANSYS將模型信息(單元、節(jié)點、材料等)、邊界信息（載荷、約束等）以及后處理信息（求解結果等）集成在一個數(shù)據庫中，這些功能增強了程序的電磁分析能力和靈活性。 ANSYS軟件主要包括三部分：前處理模塊，分析計算模塊和后處理模塊。 前處理模塊提供了一個強大的實體建模及網格劃分工具，用戶可以方便地構造有限元模型；分析計算模塊包括結構分析（可進行線性分析、非線性分析和高度非線性分析）、流體動力學分析、電磁場分析、壓力分析，可以模擬多種物理介質的相互作用，具有靈敏度分析及優(yōu)化分析能力；后處理模塊可以將計算結果以彩色等值線顯示、梯度顯示、矢量顯示、粒子流顯示、立體切片顯示等圖形方式顯示出來，也可將計算結果以圖表、曲線形式顯示。軟件提供了100種以上的單元類型，用來模擬工程中的各種材料和結構。該軟件有多種不同版本，可以運行在從個人機到大型機的多種計算機設備上，如PC，SGI，HP，SUN，DEC，IBM，CRAY等。，其微機版本要求的操作系統(tǒng)為Windows 95或Windows NT,也可運行于UNIX系統(tǒng)下。微機版的基本硬件要求為：顯示分辨率為1024768，顯示內存為2M以上，硬盤大于350M，推薦使用17英寸顯示器。 ANSYS軟件特點該軟件具有以下三方面的特點。（1）強大而廣泛的分析功能：可以廣泛應用于結構、熱、流體、電磁、聲學等多物理場及多場耦合的線性和非線性問題的分析。（2）一體化的處理技術：主要包括幾何建模、自動網格劃分、求解、后處理、優(yōu)化設計等多種功能及實現(xiàn)工具。（3）豐富的產品系列和完善的開放體系：不同的產品配套可應用于各種工業(yè)領域，如航空、航天、船舶、汽車、兵器、鐵道、機械、電子、核工業(yè)、能源、建筑、醫(yī)療等。ANSYS具體分析步驟：（1）創(chuàng)建有限元模型，包括： ①創(chuàng)建或讀入幾何模型 ②網格劃分 ③定義材料屬性（2）施加載荷并求解。施加載荷及載荷選項、設定約束條件，然后求解。（3）后處理。計算或查看結果，然后檢驗結果。 ANSYS軟件的具體應用 前處理器 實際模型的建立要根據漏磁檢測裝置測量部分的實際形狀，管道模型具有明顯的軸對稱特征，可只為一部分建模，再ANSYS的二維軸對稱分析中，Y軸對稱為對稱軸，且在X軸上只能有正值。建立二維實體模型模擬的是環(huán)狀缺陷的漏磁情況，當研究缺陷的寬度對漏磁信號有影響時需要建立三維模型。ANSYS程序的模型輸入可以采用MKS,CGS或其他一些單位制，系統(tǒng)缺省的單位是MKS，這里采用系