改进的金属磁记忆检测方法的探讨

针对金属磁记忆检测技术存在着信号易受环境干扰，早期判断困难等不足的情况，研究了通过外加激励磁场改善铁磁性金属产生的磁记忆信号等方法。结果发现，在外加激励磁场下，铁磁性金属产生的磁记忆信号呈现明显的规律性，并且提高了对损伤预见的准确性。     

探讨分析金属磁记忆检测方法

工程中常采用无损检测（Nondestruttive Testing简写为NDT）的方法检测设备与构件的缺陷,但传统的NDT检测方法却无法对金属进行早期诊断。金属磁记忆（MMM）技术可以准确探测出被测对象上以应力集中区为特征的危险部件和部位,是迄今为止对金属部件进行早期诊断唯一行之有效的NDT方法。本文综述金属磁记忆方法的基本检测原理、主要诊断设备、目前国内研究现状,以及该项技术的发展前景。     

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.     

金属磁记忆应力检测仪的研制

金属磁记忆检测技术是一种新型的利用铁磁材料内在漏磁信息对材料进行检测和评价的无损检测技术。该技术可以发现铁磁性材料设备的应力集中区或宏观缺陷,在早期诊断检测中具有很大的优势。本文介绍了利用该技术研制的一台金属磁记忆应力检测仪的硬件结构及软件设计。并通过对比试验对该仪器进行了可靠性和准确性的分析。     

金属磁记忆无损检测的应用

本文针对太原大唐第二热电厂3台机纽末级再热器炉顶穿墙管爆漏的严重情况，应用金属磁记忆无损捡测技术对爆管原因进行分析，为此，介绍了金属磁记忆无损检测技术的原理，检测仪器、检测方法；比较分析了金属磁记忆无损检测技术和传统无损检测技术的根本区别，指出磁记忆检验是这类爆漏管子事故早期诊断并实现状态检修的有效手段。     

铁磁试件缺口种类对磁记忆信号的影响研究

为研究铁磁试件不同缺口对磁记忆信号的影响,利用ANSYS有限元仿真软件,结合力磁耦合模型,在拉应力和地磁场的共同作用下对3种不同缺口的20#钢板进行仿真,分别提取磁记忆信号切向分量和法向分量。仿真结果表明：在地磁场作用下,随着拉应力的增大,3种试件在各自缺口处均出现应力集中现象,在拉应力大于120 MPa后应力集中现象愈发明显。受到同样大小的拉应力时,V形缺口试件倾向于裂纹的扩展,而U形缺口试件倾向于裂纹的形成,U形缺口的应力集中范围更大,因此双关联缺口试件在U形缺口处更易断裂。双关联缺口试件磁记忆信号法向分量约为检测路径上两个缺口处磁记忆信号值的叠加之和,故试件被近似磁化成一个磁铁。双关联缺口试件检测路径中间点的磁记忆信号切向分量并没有极值,因此用其判断双关联缺口试件的应力集中区不再适用。缺口试件在弹性阶段,磁记忆信号随拉应力变化幅度较小;缺口试件在塑性阶段,磁记忆信号值随拉应力变化幅度较大。因此可以利用试件弹、塑性阶段磁记忆信号变化,对工程试件的缺陷损伤进行早期识别。     

拉伸载荷下金属磁记忆信号盒维数的变化规律研究

为研究载荷与磁记忆特征信号之间的量化关系,以API 5L X70管线钢为研究对象,首先利用分形理论对金属磁记忆信号的分形特性进行了分析,证明金属磁记忆信号是一种无规则分形信号;然后对不同载荷下的磁记忆特征信号的盒维数进行研究,得出随着载荷的增加,金属磁记忆特征信号的盒维数减小的规律.为利用金属磁记忆检测技术评价铁磁构件的受力状态提供了一种有效的方法.     

钢箱梁受弯屈曲的磁记忆参数表征

为了探究金属磁记忆检测技术对桥梁钢构件屈曲部位的损伤预测,采用金属磁记忆技术检测了Q345qC四点受弯波纹腹板钢箱梁表面的磁场强度法向分量H_p(y),提取磁表征量并对其与荷载之间的关系进行了分析。研究结果表明：金属磁记忆检测技术可用于对施工阶段桥梁钢构件表面的失稳监测,易屈曲位置可以通过磁表征量H_con的变化规律反映。研究分析认为,易屈曲位置的磁表征量H_con随荷载的变化呈现先上升,临近构件屈服时下降的规律。通过H_con变化的规律性可以判别易屈曲位置,通过H_con开始下降的时间可以对屈曲进行预警,防范灾害的发生。该研究为施工阶段钢结构的失稳监测提供了一种有效方法。     

不同应力集中系数下磁记忆信号影响因素研究

以45CrNiMoVA钢为实验材料,加工不同应力集中系数的试件进行拉拉疲劳实验,采用磁记忆检测仪检测不同载荷及疲劳周次时试件不同位置的磁记忆信号.结果表明:载荷及疲劳周次的增加,均会使磁曲线顺时针转动,且载荷的影响明显强于疲劳周次;不同位置磁记忆信号特征不同.出现疲劳裂纹后,在一定范围内异变峰峰值显著增大.     

管线钢半穿孔损伤的金属磁记忆检测研究

油气运输管道出现穿孔、裂纹及塑性变形等机械损伤后易导致安全隐患并造成重大事故。该文采用金属磁记忆法对半穿孔损伤的X80管线钢试件进行检测分析,通过金属磁记忆微量磁场检测系统测量机械损伤诱发磁场的法向分量信号,并采用ARAMIS三维光学全场动态应变测量系统实时获取试件表面应变分布。根据结果得出两者之间的非线性关系,并验证金属磁记忆法检测管线钢半穿孔机械损伤的可行性,为X80管线钢构件或输运管道的定量无损评估提供基础依据。     

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。     

铁道车辆车轮辐板孔的磁记忆检测

研究了磁记忆检测技术在铁道机车承力部件上的应用,在对铁道机车车辆的辐板孔进行了磁记忆检测后,用磁粉检测进行了复检。结果表明,磁记忆技术可以有效发现表面裂纹等缺陷,并且能对铁道车辆车轮辐板孔产生破坏的可能性进行预测。     

地磁场环境下铁磁性试件单向静拉伸试验研究

利用Q235钢和40Cr钢两种铁磁性材料进行单向静拉伸实验,对得到的数据进行了比较分析,结合位错缺陷和磁畴的相互作用理论,探讨了金属磁记忆效应产生的原因。     

钒对NiTi形状记忆合金相变点(Ms)影响的电子结构分析

文中依据固体经验电子理论[1],建立了NiTi形状记忆合金马氏体晶胞的键络模型;并就合金化元素V对其相变点Ms的影响进行了电子结构分析,为揭示该功能材料中成分-性能-结构之间的内在联系做了初步探索,从电子结构的层次上初步解释了V对NiTi合金Ms点的作用机制.     

考虑磁场影响的磁性形状记忆合金分段线性化超弹性本构模型研究

磁性形状记忆合金(Magnetic Shape Memory Alloy,MSMA)作为一种新型智能材料,同传统温控形状记忆合金一样具有形状记忆效应和超弹性效应。现有的MSMA本构模型大多存在理论性强、形式繁杂、参数较多等问题,不利于实际工程应用。为此,该文借助线性化方法,建立了超弹性MSMA分段线性化应力-应变关系;引入应力择优取向马氏体变体体积分数作为内变量,基于塑性理论框架,构建了MSMA分段线性化超弹性本构模型;提出了描述临界应力与环境磁场关系的Logistic关系函数,并基于试验数据拟合了关键参数;利用所建立的本构模型对考虑磁场影响下的MSMA超弹性进行了数值模拟,并从滞回曲线形状和滞回耗能两个方面与试验结果对比。结果表明:所提出的临界应力与环境磁场关系函数拟合优度可达0.993;材料本构模型预测曲线与试验结果较为接近,理论耗能能力与试验结果误差平均为11.9%。因此,模型能够较为准确地模拟MSMA的超弹性变形过程和耗能能力,为预测考虑磁场影响的MSMA超弹性特性提供了一种简便方法。     

轨道结构在移动荷载作用下的周期解析解

为研究列车振动在地表的传播规律,推导了轨道结构在移动荷载作用下动力响应的解析解形式。文中首先以Duhamel积分为基础,应用动力互等定理,得到了移动荷载作用下,半无限弹性空间体上任意点的动力响应的一般表达式;然后在该式的基础上,针对轨道结构的周期性特点,将荷载沿钢轨的移动问题转化为拾振点以L为周期向反方向跳跃式移动与荷载只在一个轨枕间距L内移动的组合移动问题。以此,将一个从-∞到+∞的积分问题转化为了任意点频域周期解析的叠加问题,从而得到了轨道结构在移动荷载作用下动力响应的新的解析解形式。     

压弯剪扭作用下异形柱的抗扭性能研究

为研究复合受力下异形柱的抗扭性能, 进行了一根L形柱、四根T形柱和一根十字形柱在压弯剪扭复合受力下抗扭性能的试验研究, 分析了轴压比、扭剪比、截面形状对异形柱抗扭性能的影响情况. 利用有限元软件建立了复合受力下异形柱抗扭性能的数值分析模型, 建议了相应的模型分析参数. 研究结果表明：在试验参数范围内, 轴压比和扭剪比会提高T形柱的抗扭性能. 轴压比为0.314的T形柱的极限扭矩和极限扭转角比轴压比为0.114的提高了203.8%和41.7%. 扭剪比为1.34的T形柱的极限扭矩和极限扭转角比扭剪比为0.57的提高了62.9%和112.5%. 截面形状对压弯剪扭复合受力下异形柱的开裂扭矩、极限扭矩的影响规律较复杂. 建立的有限元模型能够较准确的模拟压弯剪扭作用下异形柱的开裂扭矩和极限扭矩.     

基于疲劳寿命计的疲劳状态诊断方法研究

结构的疲劳状态诊断是指在疲劳载荷作用过程中，在结构丧失承载能力之前，对结构的损伤和承载性能的变化的检验和评估。利用自行研制的疲劳寿命计作为传感元件，对某结构进行了疲劳损伤状态的诊断的研究。研究结果表明，疲劳寿命计在疲劳载荷的作用过程中产生稳定的电阻变化，可以通过该电阻变化表示疲劳进程，并以此建立等幅加载和非等幅加载条件下的对应关系，诊断其疲劳状态。