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Theory and Numerical Modelling of Lorentz Force Eddy Current Testing ; Theorie und numerische Modellierung von Lorentzkraft-Wirbelstromprüfung
Diese Arbeit beschreibt die theoretische und numerische Untersuchung des neuen zerstrungsfreien Materialprüfverfahrens namens Lorentzkraft-Wirbelstromprfung (LET). LET basiert auf der Messung der Lorentzkraft (LK), die auf ein Magnetsystem wirkt, welches sich in der Nähe eines leitfhigen Probekörpers bewegt. Um die zugrundeliegenden physikalischen Prinzipien vorzustellen, wird zuerst ein kanonisches Model untersucht, welches "kriechender Magnet" genannt wird. Durch die vereinfachte Konfguration, ist sowohl eine tiefgründige analytische Beschreibung als auch eine efektive numerische Simulation möglich. Um realistische LET-Konfgurationen zu untersuchen, wird eine neue numerische Methodik basierend auf der Finiten Elemente Methode (FEM) entwickelt. Der sogenannte Logischer-Ausdruck-Ansatz (LEA) erlaubt eine schnelle und genaue Modellierung transienter Wirbelstromprobleme mit beweglichen Teilen in einem statischen numerischen Netz. Die Ergebnisse werden mittels der bekannten "Sliding-Mesh"-Methode (SMT) verifiziert und mittels Experiment validiert. Die Studie zeigt die Genauigkeit des LEA für alle Werte der magnetischen Reynoldszahl bei Verringerung der Gesamtsimulationszeit um mehr als das 10-fache. Die vorgeschlagene numerische Methodik wird daraufhin angewendet, um die Anwendbarkeit und das Einsatzpotential von LET zu ermitteln. Die Simulationen werden für zwei charakteristische LET-Konfigurationen durchgeführt, (i) einen defektfreien und (ii) einen Probekörper mit definierten Defekten.Im Falle eines defektfreien Probekörpers wird beobachtet, dass LET für die kontaktlose Messung der elektrischen Leitfähigkeit des Probekörpers genutzt werden kann. Das "Lorentzkraft-Sigmometrie" genannte Verfahren ist robust gegenüber Änderungen des Lift-Off-Abstandes und der Magnetstärke. Die Studie des Probekörpers mit Defekt resultiert in Richtlinien zur effektiven Kraftmessung. Der Einfluss bestimmter Magnetformen und größen auf die Detektion und Rekonstruktion von Defekten wird ebenfalls untersucht.Die vorliegende Arbeit ...
Theory and Numerical Modelling of Lorentz Force Eddy Current Testing ; Theorie und numerische Modellierung von Lorentzkraft-Wirbelstromprüfung
Diese Arbeit beschreibt die theoretische und numerische Untersuchung des neuen zerstrungsfreien Materialprüfverfahrens namens Lorentzkraft-Wirbelstromprfung (LET). LET basiert auf der Messung der Lorentzkraft (LK), die auf ein Magnetsystem wirkt, welches sich in der Nähe eines leitfhigen Probekörpers bewegt. Um die zugrundeliegenden physikalischen Prinzipien vorzustellen, wird zuerst ein kanonisches Model untersucht, welches "kriechender Magnet" genannt wird. Durch die vereinfachte Konfguration, ist sowohl eine tiefgründige analytische Beschreibung als auch eine efektive numerische Simulation möglich. Um realistische LET-Konfgurationen zu untersuchen, wird eine neue numerische Methodik basierend auf der Finiten Elemente Methode (FEM) entwickelt. Der sogenannte Logischer-Ausdruck-Ansatz (LEA) erlaubt eine schnelle und genaue Modellierung transienter Wirbelstromprobleme mit beweglichen Teilen in einem statischen numerischen Netz. Die Ergebnisse werden mittels der bekannten "Sliding-Mesh"-Methode (SMT) verifiziert und mittels Experiment validiert. Die Studie zeigt die Genauigkeit des LEA für alle Werte der magnetischen Reynoldszahl bei Verringerung der Gesamtsimulationszeit um mehr als das 10-fache. Die vorgeschlagene numerische Methodik wird daraufhin angewendet, um die Anwendbarkeit und das Einsatzpotential von LET zu ermitteln. Die Simulationen werden für zwei charakteristische LET-Konfigurationen durchgeführt, (i) einen defektfreien und (ii) einen Probekörper mit definierten Defekten.Im Falle eines defektfreien Probekörpers wird beobachtet, dass LET für die kontaktlose Messung der elektrischen Leitfähigkeit des Probekörpers genutzt werden kann. Das "Lorentzkraft-Sigmometrie" genannte Verfahren ist robust gegenüber Änderungen des Lift-Off-Abstandes und der Magnetstärke. Die Studie des Probekörpers mit Defekt resultiert in Richtlinien zur effektiven Kraftmessung. Der Einfluss bestimmter Magnetformen und größen auf die Detektion und Rekonstruktion von Defekten wird ebenfalls untersucht.Die vorliegende Arbeit ...
Theory and Numerical Modelling of Lorentz Force Eddy Current Testing ; Theorie und numerische Modellierung von Lorentzkraft-Wirbelstromprüfung
Zec, Mladen (author) / Töpfer, Hannes / Biro, Oszkar / Gratkowski, Stanislaw
2013-07-09
Theses
Electronic Resource
English
linear motion , DNB Meldung , logical expressions , Thüringer Pflichtexemplare , finite element method , sigmometry , für Harvesting bereitgestellt , Differential Lorentz force , eddy current testing , Doktorarbeit , thesis , ddc:620 , Klasse A , Lorentz force , nondestructive testing and evaluation
Lorentz Force Eddy Current Testing: a Prototype Model
| British Library Online Contents | 2012
A contribution to the experimental validation in Lorentz force eddy current testing
| BASE | 2017