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.     

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。     

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.     

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.     

18CrNi4A钢力-磁效应的ANSYS模拟

采用大型有限元分析软件ANSYS建立18CrNi4A试样及其周围空气层的有限元模型,对其进行地磁场中拉伸载衙下的力-磁效臆有限几模拟,得出试样应力分布网以及试样表面切向和法向漏磁场分布结果;磁场下应力集中对磁记忆信号的影响进行分析;最后,将模拟结果与实际试验结果进行比对,得出分析结果,为磁记忆检测技术的机理和试验的深入研究提供依据.     

环境磁场对磁记忆检测信号的影响研究

针对磁记忆检测中环境磁场对检测信号影响问题,首先详细分析试件放置方向变化时,不同类型损伤区域的磁场变化情况。然后根据磁记忆检测信号组成,研究环境磁场对磁记忆检测信号的影响机理。最后得出环境磁场对磁记忆检测信号的影响是环境磁场、被测试件自身磁化状态以及试件材料的磁特性共同作用的结果。当被测试件放置方向不同时,测得的磁场信号不是简单地在幅值上整体漂移,整体形貌上也可能会发生一定变化。在工程检测过程中,被测试件的放置方向应尽量保持不变。     

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。     

外加磁场对Q235钢力磁效应影响试验研究

为研究外加磁场对铁磁材料力磁效应的影响,制作通不同大小直流电的螺旋管作为外加磁场,对带有圆孔缺陷的Q235钢试件进行干扰的静载拉伸试验。结果表明:在地磁场环境中,经去应力退火的试件在没有施加载荷时,初始磁感应强度值趋近于0,磁记忆信号曲线近似水平直线;在施加载荷时,法向磁信号和切向磁信号曲线均发生波动,产生非线性变化;在一定外加磁场范围内,在外加磁场方向和地磁场方向存在差异时,外加磁场与磁记忆信号具有不同的相关性,同向外加磁场越大时,应力集中区磁记忆信号愈加明显;外加磁场的大小不改变其法向和切向磁记忆信号曲线变化规律,但影响其磁感应强度B值和斜率K值的大小,并且对在弹性阶段和塑性阶段法向和切向磁记忆信号的影响也存在差异性。     

洛仑兹力的应力应变效应

阐述了在非定常电磁场和机械场的作用下,洛仑兹力对非线性载流薄板薄壳应力应变状态的影响。导出了在电磁场中洛仑兹力的具体表达式。通过对环形薄板在电磁场和机械场联合作用下应力应变状态的计算,指出变化洛仑兹力的作用可以得到最佳的应力应变状态。本文可供在强电磁场中工作的载流元件、防护元件及设备在设计及实际应用时作参考。     

基于磁记忆弱漏磁效应的钢绞线腐蚀检测

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。     

金属磁记忆技术表征应力集中、残余应力及缺陷的探讨

对应力集中、残余应力及缺陷三者之间的关系进行讨论,举例分析磁记忆信号对不同应力集中程度、疲劳裂纹及残余应力的反映.结果表明:金属磁记忆技术适宜表征铁磁材料存在磁导率急剧变化的位置;磁记忆信号能否表征残余应力还需要进一步的深入研究.     

碳素结构钢拉伸时应力对磁畴组织的影响

利用Bitter粉纹法观察了去应力退火态Q235钢的磁畴形貌。分析了单轴拉伸过程中不同应变量下磁畴的变化规律。结合带背散射电子衍射(EBSD)分析系统的扫描电镜计算出了磁畴取向与拉伸应力方向之间的夹角,并分析了该角度随着应变量的变化特点。得出在应变达到一定程度后,磁畴和应力夹角稳定在45°左右,证实磁畴取向实现了定向分布。经分析讨论得出磁畴取向是由应力能和磁晶各向异性能的相对高低决定的。     

Variation of Residual Magnetic Field of Defective U75V Steel Subjected to Tensile Stress

Variation of the stress‐induced magnetic field of the U75V rail steel under tension was investigated in this research. Various magnetic responses were registered by a magnetometer in the elastic and plastic deformation stages, which can be explained by the microstructural changes in magnetic domains. Two types of defective specimens were also tested to correlate the stress concentration with the magnetic field. It is found that the tangential component of the magnetic field B_x is much more sensitive to local stress concentration than the normal component B_z. The tangential component B_x reaches a peak value at the rupture position, and the peak magnitude is proportional to the concentrated stress caused by the defect. This observation is different from the Q235 steel, whose tangential component B_x and the normal component B_z are equally effective. Such discrepancy might be due to that U75V fails in a more brittle pattern than the Q235 steel. The average value of the B_x along the loading axis can determine the overall stress state of the structure, while the peaks in the B_x curve tell the local stress concentration caused by cracks and dislocation.     

小波分析在金属磁记忆检测套管故障中的研究

分析了套管承受非均匀载荷而失去平衡,该失衡点为应力集中,易造成套管弯曲、变形或错断. 用磁记忆检测方法发现井下套管应力集中区存在较强的磁记忆信号,对其故障早期诊断. 对于含有噪声非平稳性的漏磁信号,低分辨率下的小波分解系数全部保留;基于电子测量中的 3σ准则确定了高分辨率下的小波系数阈值,进而实现软硬阈值折中消噪. 提高了信噪比,准确有效地提取了磁记忆信号中的特征量(梯度). 最后,通过实验验证信号处理方法的有效性.     

金属磁记忆技术检测低碳钢静载拉伸破坏的实验研究

为探索磁记忆现象的物理机制,在地磁场环境中,静载拉伸低碳钢板状试件.对应试件加载前、静载拉伸过程中不同的载荷水平以及断裂后等不同阶段,分别采用EMS-2003磁记忆诊断仪检测试样表面磁场强度垂直分量信号的变化.结果发现,加载前各试件初始磁状态对试件断裂后信号有影响.试件拉伸过程中塑性变形阶段内磁信号无较大数值变化,断裂后信号突变.拉伸过程中过零点漂移,最后集中在断口处.过零点对判定损伤破坏的铁磁构件危险区域具有一定意义.     

基于磁记忆的受弯钢梁力-磁效应试验

建筑钢结构磁记忆检测技术的关键问题是确定磁记忆信号与内应力之间的关系。由于应力与应变是一一对应关系,故本文通过研究磁记忆信号与应变的关系,得到其与应力之间的关系。分析表明:钢梁下翼缘表面法向漏磁场强度与拉应变有着一定的关系,不论是处于弹性阶段,还是塑性阶段,磁记忆信号曲线变化与其应变变化趋势表现一致,磁记忆信号曲线可以反映应变的变化状态。钢梁腹板表面磁记忆信号与其水平压应力之间呈线性关系,无明显的拐点;但不同钢梁试件在相同应变下磁记忆信号强度存在差值,目前仅能作出定性评判。     

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。