特種鋼索斷絲漏磁檢測模擬仿真與實驗研究*

邱增城 王悅民 許鑒鑒 陳 昂

（海軍工程大學動力工程學院 武漢 430033）

1 引言

鋼絲繩在是一種鐵磁性材料的承載構件，廣泛應用于軍事、建筑、煤礦、電梯、索橋、石油、冶金等諸多領域的工程實踐中。在軍事應用上，某型特種鋼索與普通鋼絲繩的材料、結構和工作狀況均不相同，具有很強的韌性和抗疲勞性能，工作時承受巨大的沖擊，保證在有限距離內對飛機進行攔停[1]。在過去的幾年里，國外發生了多起特種鋼索安全事故，其中大部分事故是由鋼索發生斷裂導致的。例如，在2003年，美國“華盛頓”號從波斯灣返航途中，一架飛機在降落時因鋼索斷裂，飛機沖入海中，飛行員緊急彈射跳傘逃生，但由于巨大的拉斷彈應力作用，斷裂為兩段的鋼索在來回掃動，導致甲板上十余名人員受傷。

斷絲是特種鋼索損傷一種常見形式，容易發生在飛機尾鉤撞擊鋼索處和兩端與接頭連接位置，主要類型是過載斷絲、磨損斷絲和疲勞斷絲，并且在惡劣的工作環境下一旦出現就會迅速惡化，甚至發生鋼索瞬間斷裂的事故，因此鋼索斷絲定位和定量檢測的準確性尤其重要。目前用于鋼絲繩的檢測有漏磁檢測[2～3]、渦流檢測[4]、聲發射技術[5]、超聲導波檢測[6]和射線檢測[7]等多種方法，但最方便和可靠的是漏磁檢測。相較于其他檢測方法，漏磁檢測的優點在于檢測速度快，精度高，不受表面污垢的影響，易于實現自動化。

本文對不同深度和斷口寬度的斷絲缺陷的漏磁場進行了有限元仿真分析，研究了特種鋼索斷絲漏磁信號的分布規律；……