鐵磁材料不同變階段自發(fā)漏磁信號特征研究.pdf

1、鐵磁材料是由大量磁疇結(jié)構組成的。由于磁機械效應,殘余內(nèi)應力或外加載荷會導致鐵磁材料宏觀磁性質(zhì)發(fā)生改變。上述磁—機械耦合效應是各類磁無損檢測的物理基礎。傳統(tǒng)磁無損檢測技術往往適用于宏觀缺陷的檢測,但無法檢測材料性能退化和早期損傷。
　　 金屬磁記憶是一種新型的被動式的磁無損檢測技術。相比較傳統(tǒng)磁無損檢測技術,金屬磁記憶具有眾多優(yōu)點。例如,這是一種被動式磁檢測技術,獲得的是被測試件自身的漏磁場信息;無需外加磁化源,利用的地球磁場作為

2、激勵源;此外,該技術可同時檢測宏觀缺陷和材料早期損傷。但是,作為一種新型無損檢測技術,目前系統(tǒng)的實驗數(shù)據(jù)和相應的理論模型均尚未建立,僅依據(jù)兩個定性判據(jù)確定可能的危險區(qū),而具體缺陷特征必須依據(jù)其他方法進一步確定。本文擬對鐵磁材料缺陷處漏磁特征開展系統(tǒng)的實驗和數(shù)值研究。主要內(nèi)容如下:
　　 實驗方面,開展了Q235鋼單向拉伸和壓縮加載過程中的漏磁檢測。結(jié)果發(fā)現(xiàn),單向拉伸條件下利用漏磁信號幅值及其梯度變化能夠有效確定不同變形階段,但在

3、整個壓縮階段漏磁信號變化不明顯。此外,相比較漏磁幅值,其梯度是一個更為敏感的參數(shù)。實驗同時證實可以利用漏磁信號有效區(qū)分材料塑性變形和斷裂。
　　 數(shù)值研究方面,本文利用ANSYS有限元電磁計算軟件對缺陷處漏磁信號分布開展了系統(tǒng)的二維數(shù)值模擬,考慮了眾多影響因素對漏磁分布的影響,其中包括考慮變形階段(彈性、塑性、斷裂),幾何特征(缺陷寬度、深度、埋深)及測試條件(傳感器提離值)等。
　　 相關研究結(jié)果對金屬磁記憶技術的發(fā)展