针对目前液压支架裂纹检测方法操作繁琐的问题，提出了一种基于地磁场激励的液压支架顶梁裂纹弱磁无损检测方法。首先运用COMSOL Multiphysics仿真软件对液压支架顶梁裂纹处的应力场进行分析，然后基于弱磁无损检测原理，在仿真空间内加载地磁场，得到顶梁含裂纹缺陷材料磁化后与地磁场形成的叠加场，对该叠加场进行分析。结果表明：(1)在液压支架顶梁缺陷处有应力集中现象，且越靠下应力越大，裂纹由表及里向两侧拓展，及时发现表面裂纹可有效减小顶梁失效风险。(2)当裂纹缺陷的长度与深度固定时，不同宽度裂纹的磁通密度模曲线的波谷与波峰的水平间距和波峰值随宽度的增加而增大，波谷值随宽度的增加而先减小后增大。磁通密度模变化的幅值随裂纹宽度的增加而增大，磁通密度模相邻最大谷峰差的变化率随宽度的增加而减小。磁通密度的变化幅值与裂纹宽度的变化呈正相关。(3)当裂纹缺陷的长度与宽度固定时，不同深度裂纹的磁通密度模曲线的波谷值差异较小，左侧波峰值随宽度的增加而增大，右侧波峰值随宽度的增加而减小。随着裂纹深度的增加，磁通密度模的变化幅值增大，磁通密度模相邻最大谷峰差的变化率几乎不变。磁通密度的变化幅值与裂纹深度的变化呈正相关。相较于裂纹的深度变化，磁通密度对裂纹的宽度变化更为敏感。(4)当裂纹缺陷的长度、宽度与深度固定时，改变裂纹的走向并不影响对裂纹缺陷处的判断。

山东省自然科学基金资助项目（ZR2019BEE041）；

0 引言
1 弱磁无损检测原理
2 仿真模型的建立
2.1 液压支架顶梁裂纹的应力分析模型
2.2 顶梁含裂纹钢板的弱磁分析模型
3 仿真分析
3.1 裂纹对液压支架顶梁的危害性分析
3.2 顶梁不同裂纹处磁信号特征分析
3.2.1 整体磁通密度分析
3.2.2 提取路径的磁通密度曲线分析
4 结论

刘宁,辛嵩,贺敏,陈秋艳.液压支架顶梁裂纹弱磁无损检测分析[J].工矿自动化,2022,48(09):84-91+133.DOI:10.13272/j.issn.1671-251x.2022060108.