基于ANSYS的钢板裂纹缺陷周围磁记忆信号特征的研究

磁记忆法可以有效地检测铁磁性金属构件的应力集中区域,应力分布规律对磁记忆信号的传播特性有重要的影响。本文利用ANSYS建立应力传播规律模型,分析外力载荷作用下,钢板裂纹周围的应力分布规律,进而分析磁记忆信号的传播特性。     

钢板应力集中区域弱磁检测的仿真与实验

在弱磁环境下对钢板的应力集中区域检测进行了仿真和实验研究。根据弱磁场环境下磁检测金属材料应力集中区域方法,研究金属材料应力变化对磁信号的影响,通过有限元分析的方法对钢板在磁场环境下进行ANSYS的仿真运算,研究钢板表面漏磁场磁力线变化情况。以钢条为实验对象,通过实验来检测铁磁材料表面应力集中区域磁信号的变化情况,验证应力集中的存在引起磁信号的变化。结果表明,弱磁检测方法可以检测出金属材料应力集中区域的应力变化,作为铁磁材料应力集中区域的检测手段。     

热处理与应力集中对Q345R钢磁记忆检测结果的影响

通过磁学分析和磁记忆检测,研究了应力集中和去应力热处理对磁记忆检测结果的影响。结果表明:热处理前,应力集中和缺陷尺寸共同影响磁记忆信号的变化;缺陷引起磁记忆信号发生明显变化,并且磁记忆信号随着缺陷尺寸的增加表现出线性增加的规律。试样经过去应力热处理后,磁记忆信号明显削弱,难以反应出缺陷的位置。在外载荷作用下,磁记忆信号随着外加载荷的增加呈现出指数递增的变化规律。因此,应用磁记忆检测技术进行无损检测应充分考虑被测对象热处理状态和外加载荷的影响。并且,金属磁记忆检测结果可以用来验证去应力热处理的效果。     

结构不连续处应力与磁记忆检测信号的量化关系

磁记忆检测技术被广泛用来定性识别铁磁性构件中的应力集中区,但由于受结构不连续处漏磁场的影响,磁记忆检测信号与应力的定量关系仍需研究。通过制作结构不连续铁磁性材料试样,对其施加不同程度的弹性应力,再对不同应力作用后试样的剩磁场进行了检测,比对了应力和磁记忆检测信号特征参数的定量关系,明确了应力对磁记忆检测信号的量化作用。     

冷轧轴承套圈应力集中磁记忆无损检测仿真与实验研究

局部应力集中形成的裂纹是导致轴承套圈失效的主要因素,目前,金属磁记忆方法是检测铁磁性构件早期损伤或应力集中的有效手段。为了实现冷轧轴承套圈磁记忆检测信号与缺陷应力关系的研究,基于ANSYS软件平台,建立了含孔洞缺陷的环坯冷轧三维有限元模型以及轴承套圈磁记忆检测三维有限元模型,研究了冷轧过程孔洞缺陷附近应力分布规律;基于力磁耦合分析,研究了冷轧轴承套圈孔洞缺陷及应力集中处的磁场分布规律,揭示了孔洞缺陷及应力集中处的磁记忆信号切向和法向的变化特征。结果表明在冷轧轴承套圈孔洞缺陷及应力集中区域附近,磁记忆信号发生跃变。     

磁记忆法定量化检测技术研究

为研究铁磁性金属构件的磁记忆特性,本文采用系统能量平衡理论,分析了磁记忆信号的产生机理。研究了在外部载荷作用下,晶体在弹性形变和塑性形变范围内的磁记忆特性,研究结果表明:应力与磁记忆信号具有很好的对应关系,当应力集中程度达到构件的屈服强度后,随应力的增强,磁记忆信号增强,由此可以很好地判断构件裂纹缺陷。     

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。     

裂纹附近磁记忆信号特征的有限元分析

为研究铁磁性材料的裂纹附近磁记忆信号特征及其变化规律,本文采用有限元分析法计算分析裂纹表面磁力学关系。首先,建立静力学模型,根据仿真结果得到裂纹附近应力分布云图;再根据应力分布云图建立静磁学模型,得到裂纹附近弱磁信号的分布。分析结果表明:铁磁性构件在承受应力时,裂纹附近具有明显的应力集中,磁记忆法对铁磁性构件表面裂纹损伤可以实现有效识别。     

铁磁构件金属磁记忆效应仿真与试验

针对目前金属磁记忆检测技术只能定性地确定应力集中区的位置,无法对应力集中区进行定量评估的问题,在研究外界载荷与构件表面应力分布关系的基础上,给出了构件处于弹性阶段时应力与磁导率之间的数值关系,并构建了金属磁记忆的检测系统,试验研究了外加载荷、提离及扫描路径对构件表面空间金属磁记忆信号的影响,研究结果为推进金属磁记忆的定量化研究奠定了基础。     

45~#钢静载拉伸下磁记忆二维信号分析

为研究受载铁磁材料应力集中部位的磁记忆信号特征,利用自主开发的磁记忆二维检测系统对含有中心圆孔的45~#钢平板试样进行静载拉伸试验。结果表明:试样表面缺口附近磁记忆信号特征非常显著,切向分量磁信号与应力间的相关性更好;李萨如图形封闭区域大小随拉应力的增大呈非线性变化,可考虑用非线性拟合曲线定量评价应力集中状态。     

磁记忆现象与应力场的关系

金属磁记忆检测可以对应力集中早期预报，不同应力状态下铁磁性构件的磁记忆信号分布在发生变化。通过对一批预埋缺陷的钢棒进行静载荷拉伸试验，检测钢棒拉伸装夹前后、拉伸前后、拉伸卸下前后和拉伸过程中的磁记忆信号分布变化，对产生的磁记忆现象与应力场的关系进行了较深入定性的初步探讨。     

基于有限元分析的磁记忆关联模型试验

利用万能试验压力机进行拉伸试验,使用应变检测仪与磁记忆检测仪检测拉伸试件应力及磁记忆信号;基于拉伸试件的ANSYS有限元分析结果,分析了磁场强度Hp信号过零点与磁场梯度特征值,判断应力集中情况,确定了Q245R钢等六种材料拉伸试件应力集中磁场梯度预警值;综合应变检测、仿真模拟结果与磁场梯度预警值,建立了六种材料磁记忆检测的应力磁场梯度关联模型。     

应力对漏磁信号的影响

根据最新力磁理论，使用微型霍尔探头对R3碳钢进行漏磁检测。分析了在弱磁场和强磁场下施加应力后材料的漏磁信号变化。指出残余应力作用下中碳钢的漏磁信号会发生剧烈变化以及应力和漏磁信号之间的联系。预言了对应力集中进行漏磁检测的可行性。     

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。     

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。     

金属磁记忆信号屈服点特征

为了研究铁磁性物质在屈服点前后的临界应力及金属磁记忆信号特性,基于密度泛函理论,从固体能带理论出发,建立了磁力学耦合模型,计算了应力作用下铁磁晶体的晶格结构、差分电荷密度等的变化情况,并在不同压力下设计了钢管打压试验。结果表明:随着应力的增加,晶体中原子结合力逐渐下降,晶格稳定性受到影响;当应力集中达到一定程度时,原子磁矩突然发生变化导致晶体内部发生相变,磁记忆信号产生突变。从试验的角度分析了屈服前后磁记忆信号的差异,证明了利用第一性原理方法研究铁磁材料磁力学关系的可行性。     

金属磁记忆方法在压力容器检验中的应用

1检测原理金属磁记忆方法是继声发射之后利用自身辐射信息的被动式检测方法,不仅能在受检对象运行时,也能在其修理时进行检测。同时,金属磁记忆法除了能发现早期正在发展的缺陷外,还能给出受检对象的实际应力应变状态,找出生成缺陷的根源。磁记忆方法是基于在工作载荷作用下,在     

基于微分方法的焊接裂纹金属磁记忆特征研究

针对金属磁记忆检测技术的瓶颈问题,以X70钢为研究对象,通过对预制焊接裂纹一阶微分处理后的金属磁记忆信号进行分析,可区别焊接裂纹引起的应力集中与其它缺口效应引起的应力,并可确定焊接裂纹存在的定位信号特征.现场检测表明,利用一阶微分处理后的磁记忆信号定位特征,可准确地对焊接裂纹进行检测.     

基于金属磁记忆法的焊接缺陷特征值提取

研究了磁记忆检测技术在焊缝检测中的应用情况。采集了有缺陷和无缺陷试件分别在无应力作用下和加载后的磁记忆信号,并进行对比分析。以小波包变换为理论基础,对磁记忆信号进行小波包分解和小波包能量谱特征分析。试验证明,采用磁记忆信号的能量集中位置来判断缺陷的区域是可行的。