钢铁材料结构磁力耦合检测机理

从钢铁结构工程应用的角度 ,迫切需要一种既能检测构件应力大小、分布以及构件的疲劳 ,而不通过测量应变而测应力 ,就能瞬时、定点、在线的检测方法。本文正是基于钢铁材料结构的磁力耦合关系来判断钢铁材料结构是否存在潜在的或已形成的缺陷 ,并能针对钢铁构件的应力集中、早期失效、早期损伤实施早期诊断。为了实现这种切实可行的无损在线检测方法 ,本文建立了钢铁材料磁力耦合传感方程 ,为以后开发可用于钢铁材料结构工程检测的磁力传感器奠定了相关的理论基础。     

建筑钢结构焊接残余应力磁测技术研究

本文从铁磁材料内部磁畴结构角度出发,介绍了铁磁材料的应力致磁各向异性特性。磁弹性法测残余应力即通过对材料导磁率变化的检测反映材料表面的应力水平。将磁弹性应力检测技术应用到工程实际中,标定了Q235钢的磁测灵敏系数,利用sc21型残余应力磁测仪对建筑钢结构的焊接残余应力进行了测量。     

磁测残余应力方法及特点对比

对几种磁测残余应力的方法和特点进行了归纳对比,它们是巴克豪森效应应力检测方法,利用逆磁致伸缩效应测量应力,利用铁磁类材料的磁记忆检测应力分布,应力致磁各向异性法SMA(StressinducedMagneticAnisotropy)和磁致伸缩法(Magnetostriction)。从目前研究现状而言,利用Barkhausen效应实施铁磁类结构构件应力检测技术相对来说最为成熟和广泛,但它有自身的缺陷,故又介绍了一台新的磁力仪MAPS,并对MAPS及其他的磁力仪作了比较。     

利用逆磁致伸缩效应检测钢铁结构应力状态

总结了利用磁致伸缩及逆磁致伸缩效应来测应力 ,利用威德曼及逆威德曼效应测扭矩 ,说明了利用逆磁致伸缩效应检测钢铁结构应力状态的可行性     

几种磁测残余应力方法及特点对比

对几种磁测残余应力的方法和特点进行了归纳对比,它们是磁巴克豪森效应应力检测方法,利用逆磁致伸缩效应测量应力,利用铁磁类材料的磁记忆检测应力分布,应力致磁各向异性法SMA(Stress-induced Magnetic Anisotropy)和磁致伸缩法(Magnetostriction).从目前研究现状而言,利用Barkhausen效应实施铁磁类结构构件应力检测技术相对来说最为成熟和广泛,但它有自身的缺陷,故本文又介绍了1台新的磁力仪MAPS(Magnetic Anisotropy and Permeability System),并对MAPS及其他的磁力仪作了比较.     

钢结构磁性无损检测中的几个基本技术问题

磁检测技术是一种有待发展的新技术.与其他各类有损和无损检测方法相比较,铁磁类材料的磁性变化更易于检测和实现在线实时监测.因此,基于磁效应的钢结构及构件无损检测技术凸显出它的优越性来.主要讨论了钢结构磁性无损检测中的几个基本技术问题:磁化技术,磁信号测量技术,磁信号处理技术,磁信号的频域数字滤波,磁检测装置抗干扰技术,退磁技术等.     

考虑损伤不同模量组合梁的纯弯曲研究

根据考虑损伤的不同模量弹性理论,建立了考虑损伤的不同模量材料组合梁的弯曲基本方程。推导了梁的拉(压)应力、受拉区高度、损伤引起的中性轴偏移量和挠度的计算公式。应用数值计算方法,分别得到了有损与无损时梁的拉(压)应力与模量比的关系曲线,损伤引起的中性轴偏移量随载荷的变化规律,还比较了不同新增材料厚度下有损梁的拉(压)应力与模量比之间的关系曲线,比较了有损与无损梁的挠度曲线。这可为具有不同模量材料组合梁的截面设计提供一定的参考价值。     

压力容器的无损检测技术及其适应性研究

无损检测技术主要利用被检测设备的物理特性如结构缺陷、材料特性等对多种检测方式或手段敏感这一特点完成的,通过利用光、电、磁、热、声等多种检测反馈来判断和定位压力容器的缺陷等。     

基于巴克豪森效应的预应筋应力检测试验研究

基于巴克豪森嗓声效应的应力检测方法是一种新型的无损检测方法,巴克豪森噪声特征依赖于材料的微观组织结构与应力状态.采用与现场材质、组织状态、晶粒度等相同的预应力筋进行张拉试验研究,可获得巴克豪森噪声与张拉应力的对应关系,得到巴克豪森噪声与应力的标定曲线.     

快速无损综合法在混凝土衬砌质量检测中的应用

针对地下洞室工程中混凝土衬砌结构的重要性,介绍了一种快速无损综合法进行混凝土衬砌质量检测。该方法首先是对混凝土衬砌进行外观质量调查,而后利用探地雷达对混凝土衬砌进行全面检测,根据外观质量和探地雷达检测结果,利用冲击回波法对重要部位和疑似部位进行详查。该方法相比于常规有损检测方法,具有检测速度快、准确度高等特点。     

钢筋混凝土受压构件工作应力的测试与分析

在已建结构的可靠性评估中,结构当前的应力状态(工作应力状态)检测一直是较难解决的问题。对工程中常用工作应力测试方法进行了简要分析,提出利用钻孔-电测法测试钢筋混凝土受压构件的工作应力。该方法通过测试钻孔前后孔边应变的变化,利用钻取的芯样推定混凝土的抗压强度和弹性模量,再结合有限元计算分析,得到已建结构中钢筋混凝土受压构件的工作应力。试验结果表明,孔边实测的释放应变的数值与有限元计算的结果吻合良好,工作应力推定结果与试验结果基本一致,说明该方法可用于实际钢筋混凝土受压构件的工作应力测试。     

盲孔法检测钢结构构件应力的数值模拟研究

目前,盲孔法已应用于钢构件残余应力测量,但对于工作荷载下钢构件的应力水平测量则研究甚少。针对这一情况,采用模型试验,研究用于实际工程现场检测的盲孔法。为了使试验更准确地反映工程实际,在充分考虑钢结构设计及施工现状的基础上,结合有限元分析,并通过大量的数据分析和计算,对试验的测试过程及关键参数做了进一步的研究。     

A new method for fatigue study of reinforced concrete structures based on piezomagnetism

综述了传统疲劳研究方法及其存在问题，介绍了基于压磁效应的疲劳研究方法及其优势，并将其应用于钢筋混凝土的疲劳研究中，提出了一种新型的钢筋混凝土疲劳研究方法。该方法通过建立适用于钢筋和钢筋混凝土界面的力-磁关系模型，记录分析钢筋混凝土构件疲劳的压磁场演变过程和疲劳失效机理，建立疲劳失效准则从而预测疲劳寿命。最后，通过试验证明了疲劳压磁方法应用于钢筋混凝土疲劳研究的有效性和优势：压磁信号对疲劳反应敏感，其滞回曲线可以反映出更多的疲劳信息；且磁力仪探头布置在混凝土梁表面附近，可作为无损检测或监测的手段，也可跟踪钢筋混凝土梁的疲劳损伤状态，为判断钢筋混凝土梁的健康状态提供更为直观的依据。     

Experimental investigation of stress and damage characterization of steel beam buckling using magnetic memory signals

Metal magnetic memory is a new passive nondestructive method for assessing stress conditions that can be used in the detection of early damage in ferromagnetic materials. To obtain the signal characteristics of steel beams, the normal components of the surface‐spontaneous magnetic signals of a flange and web of Q235B I‐steel beams were measured using four‐point flexural tests under different loads. The variation in the normal component and its gradient were analyzed. The results show that the normal component can reflect the stress distribution of the flange, a significant decrease in the normal component of the flange, and a reversal of the normal component of the web can predict the instability of a beam. The location of a concentrated load on a steel beam can be determined by the highest value of the magnetic signal and the peak–peak value of the magnetic gradient. Finite element software was employed to calculate the von Mises stress, and a qualitative relationship between the distribution of the normal component and the distribution of the von Mises stress was obtained. A quantitative correlation between the applied stress and the average value of the normal component of the flange was developed. Quantitative analyses of the applied stress should consider the dimensional effect of different specimens. A new method is proposed to estimate the location of the stress concentration and to evaluate the degree of damage using a gradient curve, and several parameters are defined to characterize the metal magnetic memory signal. These characteristic parameters may reflect the degree of damage and the range of loads. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.     

建筑钢结构焊缝无损探伤检验若干问题

焊接质量是影响钢结构工程质量的重要因素,对焊缝进行无损探伤检验是确保焊缝质量的重要手段。该文从相关标准规范的角度,对于建筑钢结构焊缝无损探伤检验中普遍采用的超声波探伤、射线探伤、磁粉探伤及渗透探伤等方法进行较全面系统的介绍。     

混凝土裂缝面压力对其深度测试结果的影响研究

在混凝土结构中,其应力状态随着荷载、温度等条件的不同会发生相应的变化。对混凝土结构中裂缝深度的无损检测,必须考虑裂缝面的应力状况,特别是深裂缝,其裂缝面上应力状况的影响则更加显著。利用大型混凝土块试验,比较在不同应力条件下,几种代表性的无损检测方法的测试结果。结果表明:当裂缝面上承受微小压应力时,"相位反转法"和"传播时间差法"均不能正确地测试裂缝深度;而当裂缝面上的压应力超过5 MPa时,现目前使用的检测方法都无法合理地测出裂缝的深度。因此,在检测裂缝深度时,需要密切关注裂缝面上的应力状态,同时,通过"表面波法"得到的裂缝深度测试结果的变化,间接地推测裂缝面上应力状态,为结构的分析提供相应依据。     

磁致伸缩导波技术在桥梁缆索腐蚀检测的研究进展

缆索体系作为现代土木建设广泛应用结构之一,作为主要承载部件对整体结构的安全性和使用寿命至关重要。目前可用于缆索体系检测方法主要有视觉检测、索力测量法、声发射、射线、磁性、超声、磁致伸缩导波检测等;本文对上述检测方法进行简要论述和对比的基础上,指出磁致伸缩导波无损检测技术由于具有检测长度大,覆盖结构区域广,可检测远离检测仪器难以到达的区域,无需开挖或拆除包覆层、防腐层等独特的优势,逐渐成为应用广泛的缆索新型无损检测方法。本文对磁致伸缩导波检测原理、传感器、检测实验研究和仪器开发及其应用进行了总结回顾,并对该技术现阶段研究难点和热点以及未来研究趋势进行了归纳总结。     

A numerical investigation on the behaviour of concrete-filled steel tubular columns under initial stresses

In the practical construction of concrete-filled steel tubular (CFST) structures, the steel tubes usually have already had some initial stresses before they work together with the core-concrete. The initial stress should affect the behaviour of the whole member. In this paper, a comprehensive numerical investigation is presented on the behaviour of CFST columns under initial stresses by the non-linear finite element method. The investigation includes several parametrical studies such as initial stress ratio, slenderness ratio, eccentricity ratio, etc. Numerical analysis results are verified with published experimental ones. Recommendations on how to consider the effect in design formulae are also suggested.