碳素钢在不同应力作用下的漏磁场分布特征

选取45#钢平板缺口试样进行拉伸实验,在线测量各组试样在不同拉伸载荷时的试样表面漏磁场分布;同时利用ANSYS有限元分析软件对各组试样在不同拉伸载荷下的应力分布进行有限元分析,并提取应力分布结果.分析了试样表面漏磁场分布与应力分布之间的关系以及应力对磁记忆信号的影响;在磁记忆特征值提取方面,利用传统的磁场梯度K值可以有效检验应力集中部位,同时本文提出一种新的基于磁记忆信号能量的检测特征值,实验证明可以通过此特征值对试样的安全性做出检测及评估.     

基于磁记忆的Q235b受弯钢梁力磁效应数值模拟

为推进金属磁记忆检测技术在建筑钢结构领域的应用,量化金属磁记忆信号与构件应力状态之间的关系,本文以建筑钢框架中常见的工字型钢梁为例,采用ANSYS有限元分析软件,结合应力与磁导率的磁机械耦合模型,对不同载荷工况下的受弯钢梁进行力-磁耦合有限元模拟研究。通过对比集中力作用下4点受弯工字钢梁的试验结果与有限元计算结果,发现二者的漏磁场磁感应强度法向分量B(y)曲线及其峰峰值ΔB(y)具有较好的一致性,证实了模拟方法的可行性与准确性。考虑钢框架在正常使用中的实际受力状态,利用上述模拟方法,对均布荷载作用下两端固结工字钢梁进行力-磁耦合有限元模拟。结果表明,均布荷载作用下漏磁场磁感应强度法向分量B(y)和漏磁场法向分量梯度K(y)曲线均在应力最大和最小处发生突变,且漏磁场法向分量梯度K(y)曲线能较好地反应钢梁应力最大和最小变化区域、幅度和趋势。提出了用应力集中截面磁信号法向分量的平均值B(y)_avg和磁信号法向分量梯度的平均值K_avg表征钢梁在该截面应力变化情况。     

铁磁构件应力集中的有限元分析和磁记忆检测

应用ANSYS软件对平板中心裂纹构件的应力分布进行有限元分析,不仅得出了符合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.     

铁磁构件疲劳损伤的磁记忆效应

研究铁磁构件在疲劳载荷作用下的磁记忆效应,探索磁记忆检测技术检测受疲劳载荷作用的铁磁构件的检测机理,对于磁记忆检测技术应用到实际工业检测中具有重要意义。通过在疲劳试验机上对中碳钢试样进行拉伸疲劳试验,并用金属磁记忆检测仪检测加载过程中试样的磁记忆信号的变化和分布,总结分析了疲劳破坏过程中磁记忆信号的变化和分布特征,并且从铁磁学的角度对其进行机理分析和解释。     

磁场对铁磁试件力磁耦合关系的影响研究

为研究磁场对铁磁试件力磁信号分布规律的影响,对不同附加环境磁场下的45#钢试件进行静载拉伸试验,检测试件表面的磁记忆信号B的大小,并对试件在不同附加环境磁场下的力磁耦合关系进行分析讨论。试验结果表明:在磁场环境作用下B随应力增大而增大,在屈服点附近达到最大值,此后各点B值基本保持稳定;附加环境磁场并未改变力磁信号的变化规律,但可增加磁记忆信号的大小数值,且磁化状态变化量D随着附加环境磁场的增大而增大,当H为240 A/m时达到最大,随后开始减小;在塑性变形阶段,力磁信号表现为先减小后增大的磁化反转现象。故附加环境磁场不影响金属磁记忆技术的定性评价,但影响定量评价,因此可用磁记忆检测技术来判断铁磁试件的力磁耦合特征,对金属磁记忆定量检测的进一步研究具有重要意义。     

弹塑性变形阶段力磁效应的有限元模拟

金属磁记忆研究的是由铁磁材料内部应力和应变引起的材料磁性质的变化,而不同类型的形变(弹性和塑性)对材料磁化的影响机制各不相同.本文利用线性强化弹塑性模型,结合材料不同变形阶段对材料磁化影响的物理模型,提出了贯穿所有变形阶段的力磁耦合模型.为了研究不同变形阶段金属磁记忆检测信号的变化,基于上述模型利用ANSYS有限元分析软件,对不同应力载荷下铁磁材料试件表面漏磁场的分布进行了模拟研究.模拟结果表明,弹性变形对金属磁记忆信号的影响并不明显,而小的塑性形变会使磁信号发生锐变.     

Gleeble热机械模拟试验中焦耳效应的数值模拟和试验验证

为了提高Gleeble动态试验数值模拟的精度,考虑焦耳效应所产生的温度场,利用Abaqus建立了帽型试样热电耦合的有限元模拟。使用简化的长方体试样进行Abaqus有限元模拟和相同参数条件下的Gleeble试验,其结果基本一致,表明该模拟可以相当预测焦耳效应的温度场分布情况。模拟帽型试样在Gleeble试验机上的加热过程,获得了动态试验开始时试样内部的温度分布,其结果可作为应力分析阶段的定义温度场。此外,特别扩展分析了Gleeble验证试验中材料相变温度的测定。     

Q235钢力-磁效应的数值模拟研究

利用ANSYS有限元分析软件,对Q235钢在地磁环境下静拉伸试验的力-磁效应进行模拟,并将模拟结果与漏磁信号测量结果进行比较,证明了两者有较好的一致性;对磁场值曲线取一阶微分,以峰-谷差值DH、峰-谷间距DL对试件应力集中程度进行判断,试验结果表明,此评价标准具有合理性,可望在应力集中早期诊断的定量化分析中有很好的实际应用价值.     

铁磁性材料缺陷处的磁记忆信号特征分析

为明确缺陷对试件表面磁场的影响,该文对30Cr合金钢进行了逐级加载拉伸试验,在试件表面提前人为预制了缺陷,利用TSC-1M-4型磁检测仪采集磁场信号,研究了试件表面磁记忆信号在缺陷处的特征表现。切向磁记忆信号对试件的局部屈服更敏感。对其进行分析的结果表明:试件表面的磁记忆信号在缺陷边界处有明显的变化,通过表面磁场分布可以对试件的应力集中状况进行评价。     

环境磁场对20钢应力-磁效应的影响

应力的磁效应是磁记忆检测技术的理论基础,也是探讨相关机理问题的关键所在。测量了在不同环境磁场条件下,20钢试样的磁化状态随拉应力的变化规律。结果发现,环境磁场对力-磁效应的关系规律具有明显的影响,磁记忆检测技术的定量评价体系与地磁场有关。     

铁磁性材料的力磁效应机理探讨与实验研究

基于sablik-jiles-atherton模型和材料的自发磁化规律,在理论上探讨了更为简洁的力磁关系模型,分析了铁磁性材料在外应力和地磁场作用下的漏磁测量机理,获得了试件表面漏磁场信号切向最大、法向过零的特点.结合试件的弹塑性分析,得到在出现应力集中的缺陷位置漏磁信号变化剧烈,即梯度突然变大.利用Q235A钢材为实例,测量了试件在不同应力状态下的漏磁信号,得出在弹性范围内漏磁信号随拉力增大而增大,实验结果与理论有较好的符合,该工作为深入探讨铁磁性材料的力磁关系奠定了一定的理论基础,为检测铁磁试件的潜在缺陷提供了实验依据.     

基于铯光泵磁力仪的地磁噪声补偿技术

针对高灵敏度磁传感器的计量与标定,开展了基于铯光泵磁力仪的地磁噪声补偿研究.在原子谱灯铯光泵磁力仪基础上,用激光替换原子谱灯作为铯光泵磁力仪的光源,设计激光光泵磁力仪,应用于地磁噪声补偿系统,再通过实验对基于以上两型光泵磁力仪地磁噪声补偿系统的磁场补偿能力并进行了分析,实验研究结果表明,基于以上两型铯光泵磁力仪的地磁噪...     

构件形状对金属磁记忆检测的影响

金属磁记忆检测是无损检测领域的新技术,而某些形状构件的应力集中和缺陷不能用该方法检测.为了研究构件形状对磁记检测的影响,计算了处于地磁场中的管道壁内的磁场.结果表明,管道和压力容器等适宜用磁记忆检测.     

Generalized Magneto-thermoelasticity in a Fiber-Reinforced Anisotropic Half-Space with Energy Dissipation

The propagation of plane waves in a fiber-reinforced, anisotropic thermoelastic half-space proposed by Green and Naghdi theory under the effect of magnetic field is discussed. The problem has been solved analytically using normal mode analysis to obtain the exact solution of the temperature, the displacement components, and the thermal stress. Numerical results for the temperature distribution, the displacement components, and the thermal stress are given and illustrated graphically. Comparisons are made with the results predicted by types II and III in the presence and in the absence of the effect of a magnetic field and fiber reinforcement. It is found that the reinforcement and magnetic field have great effects on the distribution of the field quantities.     

不同初始磁状态U75V钢变形阶段的磁记忆参数表征

通过对经退磁处理和未消磁的U75V钢光滑试件进行静载拉伸试验研究了初始磁状态对试件表面磁信号的影响。结果表明:消磁试件长度范围内的表面磁场在弹性阶段呈现很好的线性分布。进入塑性后,切向磁场出现局部弯曲。利用切向磁场均值和法向磁场斜率变化可以区分弹塑性阶段以及确定弹性阶段的应力幅值;未消磁试件随着载荷增加其表面磁场波动幅度减小,由初始无规律分布逐渐转向磁有序状态。利用未消磁试件长度范围外的磁记忆信号曲线的磁场均值及斜率变化可以有效表征不同的变形阶段。     

脉冲磁场对趋磁螺细菌AMB-1磁小体形成及相关基因表达的影响

本文利用Cmag测量、透射电镜观察等技术研究了脉冲磁场对不同初始状态的趋磁螺细菌AMB-1(Magnetospirillum magneticum AMB-1)磁小体形成的影响,并对其相关蛋白MamA、Mms13、Mms6和MagA编码基因的表达情况做了荧光实时定量反转录聚合酶链式反应(qRT-PCR).结果表明:同自然地磁场相比,50Hz、1mT脉冲磁场可促进AMB-1磁小体形成;当初始菌种为含有磁小体的AMB-1时,脉冲磁场促进指数期菌体magA基因的表达;而当初始菌种为不含磁小体的AMB-1时,则促进指数期菌体magA和mamA基因的表达.脉冲磁场虽然导致指数期细胞磁颗粒不均匀,但使磁小体链加长,含磁小体菌的平均磁颗粒数也较地磁场明显增加.实验结果为应用磁场干预磁小体形成,提高磁小体产率的研究提供了实验和理论依据,也有助于进一步了解磁场的生物学效应.     

SiC/Ti-6Al-4V复合材料在横向拉伸载荷下界面失效行为的数值模拟

采用有限元模拟了SiC/Ti-6Al-4V复合材料冷却过程和横向拉伸试验过程, 横向拉伸试样采用十字形试样。分别建立了平面应力和轴对称有限元模型, 采用平面应力有限元模型计算环绕纤维圆周的界面微区应力分布, 预测界面失效机制。采用轴对称有限元模型分析复合材料界面脱粘过程以及残余应力对界面径向应力分布的影响。结果表明: 对于SiC/Ti-6Al-4V复合材料十字形试样,在横向拉伸载荷下的界面失效由径向应力导致,界面失效模式为法向失效, 剪切失效模式未发生; 十字形试样在横向拉伸载荷下界面初始脱粘位置处于界面中间; 随横向拉伸应力增加, 十字形试样的界面脱粘对称向两边扩展; 界面径向应力随残余应力降低而升高。     

地磁对彩色显像管影响研究

分析了彩色显像管受地磁影响问题,指出地磁场对彩色显像管具有不可忽略的影响.为减小这种影响,提出了一种经济、有效屏蔽地磁场的新技术.该技术可在不明显增加彩色显像管成本和重量的前提下,较大程度地抑制地磁场对彩色显像管的干扰,提高彩色显像管的地磁场裕度,较好地解决了彩色显像管生产中需解决的工程问题.