钢棒静载荷拉伸试验的磁记忆研究

在铁磁性材料的结构构件中，残余应力和工作应力是重要的参数，为了判定在役铁磁性材料构件的实际受力情况，验证设计计算结果的正确性及可靠度，对结构构件尤其是一些重要的结构构件实施应力检测就显得极为重要。通过磁记忆检测方法检测钢棒拉伸前后、拉伸卸下前后和拉伸过程中的磁记忆分布变化，对产生的磁记忆现象的特点进行了分析，分析了应力集中情况的变化趋势，以及对磁记忆信号检测的影响因素，为工件磁记忆信号的正确评价提供依据。     

磁记忆对45号钢回火效果及力学性能的评估

研究了回火温度对45号钢磁记忆信号及其力学性能的影响,记录回火钢拉伸过程的各阶段磁记忆信号表征,建立磁记忆信号与力学性能参数的关系,阐明不同回火试件拉伸过程磁记忆信号变化机理。结果表明,磁记忆作为一种新兴无损检测方法能够快速、有效的评价回火效果,并能对回火钢拉伸过程各阶段的损伤程度进行判断。     

磁记忆检测技术对焊缝强度匹配检测研究

为快速准确检测钢材焊缝质量的力学性能,结合磁记忆检测机理,试验探索了磁记忆检测技术对焊缝质量强度匹配的检测方法。对不同材料焊接试件进行拉伸试验、磁信号测量和射线检测分析,研究了拉伸过程中磁记忆信号变化规律与焊件不同材料强度匹配之间的关系。结果表明,不同材料匹配的良好焊接构件具有不同的力学性能和磁记忆特征,匹配状况、力学性能和磁记忆信号特征具有内在的联系,其焊接强度和断裂位置与材料匹配状况有关。依据金属磁记忆检测技术的基本原理,以焊接强度为宏观特征,采用不同应力作用下的磁信号梯度信息和平均磁信号信息为检测参量,运用双参数信息融合技术,可以有效判断焊缝构件的强度匹配问题。     

环境磁场对磁记忆信号的影响

金属磁记忆检测技术是一种可早期准确判断构件的应力集中位置和评估疲劳损伤程度的无损检测技术新方法，而磁记忆信号的存在离不开环境磁场。为探讨环境磁场对磁记忆信号的具体影响，在不同环境磁场下，对45钢进行静载拉伸试验，测量在相同环境磁场下不同应力作用下的磁记忆信号。试验结果表明:环境磁场不能改变磁记忆信号曲线的形状，但可以改变磁记忆信号值的大小；在一定的磁场范围内，磁记忆信号值随环境磁场的增加而增加，但当环境磁场超过某一临界值时，磁记忆信号值反而随环境磁场的增加而减少；若环境磁场为零或完全被抵消，应力则不能产生磁记忆信号。故在磁记忆检测实践中，特别是在定量检测应用中必须考虑环境磁场的影响。     

金属磁记忆检测信号的二维谱熵特征

金属磁记忆检测技术是能够对焊接裂纹进行早期诊断的最具有潜力的无损检测方法之一.以X70管线钢为主要研究对象,研究了其拉伸条件下金属磁记忆检测信号的二维特征谱熵分布规律,通过支持向量机模型,可以实现幅值谱熵和重心频率确定点的位置的分类,结合检测实例,得到了对焊缝中应力集中状态的诊断方法.结果表明,通过磁记忆信号二维特征谱熵的分布可以诊断出材料内部的应力集中状态,从而为利用金属磁记忆检测技术对裂纹萌生状态的诊断提供了依据.     

不同载荷对无取向硅钢试件表面漏磁场的影响

利用电子拉伸试验设备和弱磁场测量系统,对受静拉伸载荷的试样表面漏磁场进行测量,研究了试件在弹性阶段、均匀变形阶段和非均匀变形阶段磁记忆信号随载荷大小不同的变化规律;最后,根据试验现象,结合晶粒滑移理论基础对静载荷下磁记忆检测的机理作了解释。试验和理论研究的结果表明:采用磁记忆方法对承载疲劳载荷铁磁构件由应力集中造成的早期损伤进行检测是可行的。     

铁磁构件的缺口角度对磁记忆信号的影响研究

为研究静载拉伸载荷下铁磁构件磁记忆信号分布规律,对不同缺口角度的20钢试件进行外加载荷的拉伸试验,检测构件表面漏磁场法向分量Hp(y)值大小。试验结果表明:处于不同变形阶段的不同缺口角度的铁磁构件,磁记忆信号法向分量Hp(y)分布曲线表现出不同的非线性程度与幅值大小;随着构件缺口角度的增大,Hp(y)幅值也随着增大。分析试验结果可知,通过磁记忆分布曲线的特征可大致判断受力试件所在的变形阶段。     

用金属磁记忆方法检测应力分布

金属磁记忆检测技术是无损检测领域的一门新兴学科，简要介绍了磁记忆的检测原理，并采用基于薄膜磁阻元件的一维弱磁测量系统对焊缝工件进行磁记忆检测，检测结果与盲目孔法应力分布检测结果有较好的一致性，表明磁记忆检测技术可应用于焊缝式应力分布检测。     

金属构件磁记忆效应影响因素研究

研究金属磁记忆检测方法在高温环境下的应用。以12CrMoV试件为研究对象，进行短时高温拉伸试验，利用弱磁场测量仪对试件进行检测，分析高温拉伸试验中温度和载荷对金属表面磁场分布的影响。     

铁磁材料磁记忆检测微观机理研究

对含中心圆孔的Q235平板试样进行静拉伸试验和磁畴组织观察,研究应力集中区和非应力集中区若干测量点处的磁记忆信号和磁畴组织的变化规律.结果表明:随着载荷的增加,磁记忆信号变化幅度增大,局部变形断裂阶段的磁记忆信号幅值小于强化阶段的信号幅值;应力集中区和非应力集中区测量点处的磁记忆信号变化趋势相似,在强化阶段磁记忆信号幅...     

典型铁磁构件磁记忆效应的试验研究

研究了静拉伸试验时铁磁构件的金属磁记忆效应。以Q235钢为研究对象,于不同加载阶段对试件的表面漏磁场进行了实时测量。结果表明,应力集中对构件的磁特性有显著影响,在应力引起的小范围塑性变形区域存在有效的磁记忆信号,采用磁记忆方法对承载铁磁构件由应力集中造成的早期损伤进行检测是可行的。     

磁记忆检测在压力容器检验中的应用

磁记忆检测是基于铁磁构件的磁效应，可有效发现构件的应力集中区域，是一种对金属材料进行早期诊断的新的无损检测方法。将两种钢板试件模拟压力容器受压元件加载试验，得到了年中应力集中变化的定性规律。并对超高压水晶釜和铁路槽车等压力容器进行了实测，取得了一些有益的经验。可以预期，该方法作为压力容器的预诊手段，有良好的应用前景。     

基于磁记忆机理的焊缝疲劳累积损伤特征

通过20号钢焊接平板试件的拉-拉疲劳试验,研究了在单周期和多周期循环载荷下焊缝疲劳累积损伤的磁记忆信号特征。结果表明,由于试件内部初始状态下各处应力分布不均匀,焊缝原始磁信号表现为起伏较大;随着循环周次的增加,试件内部应力集中重新分布,信号趋于稳定;在周期累积循环试验中,磁记忆信号随着循环周次的增加出现螺旋上升的趋势,呈现出磁弹性效应变化特征;通过建立磁记忆信号与损伤度函数的模型,可根据磁记忆信号的变化准确判断裂纹扩展趋势,用于焊缝剩余寿命的预测。     

铁磁构件拉压试验中的磁记忆效应研究

通过对带孔的45钢试样的拉伸、压缩试验,对试样磁记忆信号与应力集中之间的关系进行了研究。由拉伸和压缩实验得到应力集中和表面磁场畸变的对应关系,发现拉伸和压缩时应力集中导致的磁记忆信号的区别。利用力磁耦合试验对实验结果进行了分析,不仅能够很好地解释实验现象,并能对其他材料和应力集中状态的磁记忆现象进行一定的预测。     

金属磁记忆累积机理

金属磁记忆检测可以实现铁磁试件的早期诊断和应力评估,由于缺乏公认的解释机理和定量的手段,该技术尚未得到公认。通过对铁磁试件(Q235)进行循环加载,将金属磁记忆技术与巴克豪森法结合起来,进一步探讨金属磁记忆的产生和累积机理。研究表明,实际检测中,金属磁记忆信号波形不对称且峰值较大的一侧往往组织分布相对不均匀,循环加载后峰值变化更为明显。循环加载后磁场的分布变化,为研究和建立金属磁记忆信号与应力集中区的关系提供了依据。     

Experimental studies of the magneto-mechanical memory (MMM) technique using permanently installed magnetic sensor arrays

The magneto-mechanical memory (MMM) method, that is often referred to as the metal magnetic memory method, has been reported to be a non-destructive testing technique capable of quantifying stress concentrations and detecting defects in ferromagnetic materials. The underlying mechanism behind MMM has been explained in the literature, but the sensitivity to stress concentration has not been satisfactorily investigated. In this paper, both the normal and tangential components of the stress-induced MMM signal were measured by permanently installed magnetic sensor arrays on specimens made from three grades of L80 alloy steel and 20 other structural steels; tests were also carried out on a pipe made from the 4140-L80 steel. As expected, the stress history affects the MMM signal, but the experimental results show that significant irreversible change of magnetization always occurs only in the first cycle of loading regardless whether the deformation is purely elastic or partially plastic. If the peak stress level is increased at a given point during cycling, the immediately following next cycle acts as a new “first” cycle at that peak stress level and causes additional significant irreversible change of magnetization, but there is no evidence that plastic deformation might build up a cumulative magnetization. The MMM effect is very small in the steel samples tested, indicating that it will not be useful in field applications. In un-notched specimens the irreversible change in magnetization caused a proportional change in the measured external magnetic field on the order of only 5–10 A/m, while in the case of notched specimens the leakage field was on the order of 30–60 A/m.     

金属磁记忆检测技术研究现状与发展前景

金属磁记忆检测技术可以检测金属构件上以应力集中为特征的危险区域,对这一技术的深入研究有望解决构件损伤早期诊断与寿命预测中的关键问题。概述了金属磁记忆检测的原理和应用范围,归纳了磁记忆检测的国内外研究现状,提出了目前磁记忆检测技术亟待研究的关键性问题以及磁记忆检测技术的未来发展方向。     

铁磁材料构件的应力分析和磁记忆检测

应用ANSYS软件对平板中心裂纹构件的应力状态进行有限元分析，不仅得出了符合J积分理论解的精度较高的分析结果，并且通过对加载构件表面漏磁场的测量，验证了应力集中与磁记忆效应之间的规律，进一步探讨了磁记忆检测在铁磁构件损伤预诊断中应用的可行性。     

金属材料拉伸损伤的磁记忆表征

研究了18CrNi4A平板试样在不同拉仲载荷水平下磁记忆信号的变化规律，探讨磁记忆信号及其梯度的绝对值k与应力水平、应力集中程度间的定量关系。结果表明，利用各加载载荷下磁记忆信号减去未加载时磁记忆信号后的曲线过零点，以及Hp（y）曲线梯度的kmax位置，均可对试件应力集中位置进行有效判定，且梯度k与应力大小呈阶梯增长关系；在检测路径上，信号呈线性关系，随着拉伸应力的变大，直线的斜率在损伤各阶段呈先缓慢增加随后指数增长直至屈服，随后曲线斜率下降，直到断裂后磁信号发生激变规律性变化。