Восстановление формы дефекта ферромагнитной пластины путем решения обратной задачи магнитостатики и серии прямых задач

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Представлена методика верификации решения обратной геометрической задачи магнитостатики в пластине из магнитомягкого ферромагнетика. Методика состоит из решения ряда прямых задач, в которых в качестве первого приближения используют форму дефекта, полученного в результате решения обратной геометрической задачи магнитостатики, а далее, увеличивая либо уменьшая глубину дефекта, не меняя при этом форму граничной поверхности, — сравнения топографий компонент магнитного поля, полученных в ходе измерений над поверхностью пластины и вычисленных (в результате решения прямой задачи) в тех же точках компонент магнитного поля рассеяния от реконструированного трехмерного дефекта. В результате применения методики также могут быть уточнены геометрические параметры исследуемого дефекта. Получение начальных условий для решения обратной задачи и решение прямых задач магнитостатики осуществляется с помощью метода конечных элементов в программе ELMER. Методика работает при одностороннем доступе к любой поверхности пластины (бездефектной поверхности, либо поверхности с дефектом).

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

А. В. Никитин

Институт физики металлов им. М.Н. Михеева УрО РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: an@imp.uran.ru
Россия, 620108 Екатеринбург, ул. Софьи Ковалевской, 18

Л. В. Михайлов

Институт физики металлов им. М.Н. Михеева УрО РАН

Email: mikhaylov_lv@imp.uran.ru
Россия, 620108 Екатеринбург, ул. Софьи Ковалевской, 18

А. В. Михайлов

Институт физики металлов им. М.Н. Михеева УрО РАН

Email: mikhaylov_lv@imp.uran.ru
Россия, 620108 Екатеринбург, ул. Софьи Ковалевской, 18

Ю. Л. Гобов

Институт физики металлов им. М.Н. Михеева УрО РАН

Email: mikhaylov_lv@imp.uran.ru
Россия, 620108 Екатеринбург, ул. Софьи Ковалевской, 18

В. Н. Костин

Институт физики металлов им. М.Н. Михеева УрО РАН

Email: mikhaylov_lv@imp.uran.ru
Россия, 620108 Екатеринбург, ул. Софьи Ковалевской, 18

Я. Г. Смородинский

Институт физики металлов им. М.Н. Михеева УрО РАН

Email: mikhaylov_lv@imp.uran.ru
Россия, 620108 Екатеринбург, ул. Софьи Ковалевской, 18

Список литературы

  1. Янус Р.И. Некоторые вопросы теории магнитной дефектоскопии // Труды ИФМ УФАН СССР. 1948. Вып. 7. С. 23—37.
  2. Вонсовский С.В. Простейшие расчеты для задач магнитной дефектоскопии // Журнал технической физики. 1938. Т. 8. № 16. С. 1453—1467.
  3. Аркадьев В.К. О развитии теоретических основ дефектоскопии // Известия АН СССР. Отделение технических наук. 1937. № 2. С. 233—239.
  4. Зацепин Н. Н., Щербинин В.Е. К расчету магнитостатического поля поверхностных дефектов. I. Топография полей моделей дефектов // Дефектоскопия. 1966. № 5. С. 50—58.
  5. Ферстер Ф. Неразрушающий контроль методом магнитных полей рассеяния. Теоретические и экспериментальные основы выявления поверхностных дефектов конечной и бесконечной глубины // Дефектоскопия. 1982. № 11. С. 3—25.
  6. Загидулин Р.В., Мужицкий В.Ф., Курозаев В.И. Расчет магнитостатического поля внутреннего дефекта и дефекта внутренней поверхности в ферромагнитной пластине. II Магнитное поле дефекта в воздухе. Нелинейная среда // Дефектоскопия. 1997. № 1. С. 55—62.
  7. Халилеев П.А., Патраманский Б.В., Лоскутов В.Е., Корзунин Г.С., Щербинин В.Е.. Выявляемость дефектов в трубопроводах из различных марок стали в зависимости от их конфигурации // Дефектоскопия. 2000. № 8. С. 22—33.
  8. Кротов Л.Н. Реконструкция границы раздела сред по пространственному распределению магнитного поля рассеяния. II. Постановка и метод решения обратной геометрической задачи магнитостатики // Дефектоскопия. 2004. № 6. С. 36—44.
  9. Дякин В.В., Кудряшова О.В., Раевский В.Я. Обратная задача магнитостатики в полях насыщения // Дефектоскопия. 2019. № 10. С. 35—44.
  10. Гобов Ю.Л., Никитин А.В., Попов С.Э. Решение обратной геометрической задачи магнитостатики для дефектов коррозии с учетом нелинейных свойств ферромагнетика // Дефектоскопия. 2018. № 12. С. 31—37.
  11. Никитин А.В., Гобов Ю.Л., Михайлов А.В., Михайлов Л.В. Методика решения обратной геометрической задачи магнитостатики для поверхностных дефектов магнитомягкого ферромагнетика // Дефектоскопия. 2022. № 58. С. 24—34.
  12. Никитин А.В., Михайлов А.В., Михайлов Л.В., Гобов Ю.Л., Костин В.Н., Смородинский Я.Г. Область применимости методики построения линий магнитной индукции для дефектометрии протяженных объектов // Дефектоскопия. 2023. № 59. С. 51—59.
  13. Specifications and requirements for in-line inspection of pipelines. 2016. https://pipelineoperators.org/

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Пример функции f(x, y), представимой в виде отрезка двойного ряда Фурье в исследуемой области.

Скачать (342KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Сечение исследуемой ферромагнитной пластины в поперечном направлении. Намагничивающее поле H0 направлено вдоль оси ОХ.

Скачать (314KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Поперечное сечение пластины с реконструкцией границы металла в области дефекта, полученное в результате решения обратной геометрической задачи.

Скачать (141KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Граница куполообразного дефекта с размерами 25×25×3 мм, полученная в результате решения обратной геометрической задачи магнитостатики для пластины из стали 20 толщиной 10 мм.

Скачать (315KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Поперечное сечение пластины. Реконструкция формы дефекта выполнена с учетом его реальных размеров на поверхности пластины.

Скачать (142KB)
Метаданные
7. Рис. 6. График значений икс-компонент напряженности магнитного поля на поверхности измерений, на линии, проходящей через центр дефекта по оси ОХ. 1 — значения Hx0 исследуемого дефекта; 2 — значения Hxr реконструированного дефекта.

Скачать (238KB)
Метаданные
8. Рис. 7. Зависимость среднего отклонения D от смещения по вертикали поверхности дефекта. Положительный знак S соответствует увеличению глубины дефекта.

Скачать (168KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».