焊接接头的磁记忆检测

通过对预制典型焊接缺陷的试板和在役压力管道进行磁记忆检测,并将磁记忆检测和其他无损检测方法的检测结果进行对比,表明焊接接头中的缺陷引起的应力集中会产生异常漏磁信号,可以通过磁记忆技术检测出来。利用磁记忆技术不需要打磨,检测快速、方便的特点,先对焊接接头进行磁记忆检测,再对存在异常信号的焊接接头进行常规无损检测,该方法可以提高检测的针对性,提高缺陷的检出率,获得更好的检测效果。     

磁记忆切向分量信号的检测试验

针对金属磁记忆切向信号检测方向难以确定的问题,提出同时检测切向平面上相互垂直的两个切向分量,采用矢量合成法进行合成,进而得到金属磁记忆最大切向分量的方法,并用ANSYS仿真对该分量的有效性进行验证。通过铁磁性金属构件拉伸试验对磁记忆切向分量信号与应力集中部位和应力集中程度的关系进行研究,并对磁记忆切向分量信号的K曲线进行分析。结果表明,采用矢量合成法合成的金属磁记忆切向分量信号可以作为金属磁记忆最大切向分量,能直观和准确地反映应力集中部位和应力集中程度。     

风电塔筒凹陷的磁记忆检测

通过用磁记忆方法检测不同形变状态的Q345钢的试件,获取了磁记忆信号曲线与形变状态的对应关系,并确定了屈服评价临界值。结合两个磁记忆检测案例,明确了磁记忆检测技术可以用于风电塔筒凹陷部位的检测及局部形变状态的评价。     

钻杆多通道磁记忆检测信号的多方向梯度处理方法

针对单从检测方向求解磁记忆信号梯度容易造成与检测方向同向的应力集中部位漏检的问题,应用多通道磁记忆检测仪检测了油田钻杆的应力及损伤状态,探讨了在对多通道磁记忆信号的切向分量求梯度时,从切向分量方向与法向分量方向进行联合梯度求解的方法。在钻杆的多通道磁记忆检测信号上进行了两种检测方法的对比,结果表明,从两个方向进行联合梯度求解的方法比只从检测方向求梯度效果更好。提出的方法对促进磁记忆检测技术用于钻杆检测,以及减少钻杆事故具有重要意义。     

液化石油气储罐焊疤表面裂纹的磁记忆信号研究

采用磁记忆检测发现液化石油气储罐焊疤部位存在较强的磁记忆信号。通过对储罐进行0～4．0MPa的加载试验，研究磁记忆信号的幅度和梯度随载荷的变化。最后采用磁粉探伤复验发现磁记忆信号部位存在大量3-5mm长的焊疤表面裂纹。试验结果表明，在0～2．0MPa的加压过程中，磁记忆信号的幅度和梯度均逐渐增大，到2．0MPa时达到峰值，在2．0～4．0MPa的加载过程中迅速下降，在此期间采用声发射监测，发现了七个声发射信号，证明该部位应力产生了迅速释放。由此证明磁记忆信号的幅度和梯度既与材料所处的整体应力有关，也与该部位的局部应力集中度有关。     

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。     

高速铁路用钢轨磁记忆检测方法

通过构建磁记忆信号采集系统,检测高速铁路钢轨用U71Mn钢试件法向磁记忆信号,对信号进行小波包变换与Hilbert变换,得到法向磁记忆信号包络,求取梯度特征值;提出磁记忆信号的小波包能量谱分析方法,通过对有中心小孔人工缺陷的U71Mn钢试件进行拉伸试验,采集不同载荷下试件表面的法向磁记忆信号,以小波包分解频带的能量作为试件应力集中的判定特征值,根据小波包不同空间能量谱中能量的大小及分布,判断试件的应力集中部位及应力集中程度。结果表明:该方法对钢轨用U71Mn钢的检测具有较好的可行性,可望在磁记忆信号的计算机自动识别方面具有工程应用价值。     

静载拉伸过程中Q235钢屈服行为与磁畸变关系研究

为研究屈服过程中磁记忆信号异常变化(磁畸变)产生及扩展的规律,对Q235无缺陷试样进行静载拉伸试验,在不同阶段进行应变测量和磁记忆信号检测,可精确捕捉各应变监测点发生屈服的临界时刻和位置,并在各监测点屈服时停机卸载进行磁记忆信号测量,实现了屈服和磁畸变对应关系的研究。结果表明:磁畸变仅发生在屈服阶段,磁畸变与屈服具有一一对应关系;均匀变形引起磁正常波动,不均匀变形引起磁畸变;磁记忆信号对屈服非常敏感,使采用磁记忆定量评价局部屈服问题成为可能。     

金属磁记忆检测技术用于再制造毛坯寿命预测的试验研究

为探讨金属磁记忆无损检测技术预测再制造毛坯的剩余寿命,采用金属磁记忆技术检测了拉-拉疲劳过程中45钢光滑试件和预制缺陷试件表面的磁记忆信号变化规律.结果表明45钢光滑试件疲劳试验过程中,在试件断裂之前,随疲劳载荷作用循环次数的增加,试件表面磁信号的分布规律变化不大,试件断裂后断口处磁信号发生激变;表面预制槽型缺陷的45钢试件在疲劳试验过程中,其表面磁信号在预制缺陷扩展后发生变化,且缺陷部位磁信号峰峰值随裂纹长度增加而持续增大.研究分析认为,金属磁记忆检测技术对疲劳裂纹的扩展情况有较好的反映,有望通过建立磁记忆信号峰峰值--疲劳裂纹长度a的关系模型,实现金属磁记忆技术对再制造毛坯剩余寿命的定量方法.但是,采用金属磁记忆技术预测疲劳裂纹萌生前铁磁材料的损伤程度尚需进一步探索.     

金属磁记忆检测技术用于再制造毛坯寿命预测的试验研究

为探讨金属磁记忆无损检测技术预测再制造毛坯的剩余寿命，采用金属磁记忆技术检测了拉－拉疲劳过程中45钢光滑试件和预制缺陷试件表面的磁记忆信号变化规律。结果表明：45钢光滑试件疲劳试验过程中，在试件断裂之前，随疲劳载荷作用循环次数的增加，试件表面磁信号的分布规律变化不大，试件断裂后断口处磁信号发生激变；表面预制槽型缺陷的45钢试件在疲劳试验过程中，其表面磁信号在预制缺陷扩展后发生变化，且缺陷部位磁信号峰峰值随裂纹长度增加而持续增大。研究分析认为，金属磁记忆检测技术对疲劳裂纹的扩展情况有较好的反映，有望通过建立磁记忆信号峰峰值——疲劳裂纹长度a的关系模型，实现金属磁记忆技术对再制造毛坯剩余寿命的定量方法。但是，采用金属磁记忆技术预测疲劳裂纹萌生前铁磁材料的损伤程度尚需进一步探索。     

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。     

Metal magnetic memory signal response to plastic deformation of low carbon steel

Metal magnetic memory (MMM) technique can be potentially used to evaluate early damage of ferromagnetic materials nondestructively due to its high sensitivity to stress and stress–strain state. An experimental investigation of the effect of plastic deformation on magnetic behavior has been undertaken in low carbon steel specimens. The measurements were made under applied tension after unloading in the elastic–plastic region for different strain levels. Magnetic memory signals show apparently different variation characteristics in the elastic and plastic ranges, and the magnetic signals are sharply changed by a rather small plastic deformation, which is in agreement with the predictions of the modified magnetomechanical effect model correlating magnetic memory signal with plastic strain. The results of the present work indicate that the MMM method can detect macroyielding and early stage of plastic deformation effectively.     

焊接裂纹金属磁记忆信号的特征提取与应用

金属磁记忆检测技术是一种新兴的对铁磁性材料进行早期损伤诊断的无损检测方法.通过对焊接裂纹磁记忆信号的小波能量谱特征进行研究表明,与无裂纹时相比,含有焊接裂纹信息的金属磁记忆信号,其尺度-小波能量谱的分布范围广,能量水平高,且能量达到峰值以后,呈指数规律下降,据此可以判定被测试件中是否含有裂纹缺陷;其空间-小波能量集中程度较无裂纹时高,而能量集中的位置恰好就是焊接裂纹存在的位置.     

一种新的多探头金属磁记忆检测仪信号处理方法

金属磁记忆仪器采集到的信号的处理分析方法单一,在利用磁记忆信号切向最大值确定检测工件的情况时,主要是通过计算单个探头的梯度值来确定检测工件金属磁记忆信号的切向最大值,进而来确定应力集中情况及位置。由于方向唯一,常会造成漏检。提出了对探头之间信号的差异进行处理分析,来确定检测工件的应力集中情况和位置的方法,取得了较好的效果。     

起重机梁活性缺陷的声发射信号特征

探讨起重机梁缺陷的声发射信号特征和发展规律。采用模拟梁加载试验,获得梁上人工裂纹萌发和扩展过程的声发射信号。通过经验模式分解方法分析出不同载荷和裂纹扩展过程的声发射频率特征。结果表明,起重机梁活性缺陷声发射信号为突发性信号,每一事件声发射所含频率成分复杂。一般裂纹萌发时的声发射信号频率较低;随着裂纹的发展,频率逐渐增高,缺陷频率范围约为25～160 kHz。该研究为起重机械活性缺陷的声发射检测技术提供了理论基础。     

金属磁记忆方法在焊缝质量检测中的应用

介绍金属磁记忆方法用于焊缝检测的特点。焊接件实际应力－应变状态的快速检测显示了金属磁记忆方法的优越性，同时给出了应用的典型案例。     

金属磁记忆技术用于去应力退火评估的可行性研究

本文基于磁致伸缩效应的新型金属磁记忆无损检测技术,利用金属磁记忆信号与应力大小严格的对应关系,对金属磁记忆检测技术用于去应力退火进行评估,进行可行性研究.通过研究分析发现,金属磁记忆信号与45钢的去应力退火程度有一致的单调性,通过检测金属磁记忆信号磁场的强度,可实现对去应力退火工艺的评估.     

起重机箱形梁结构表面裂纹扩展的声发射特性

采用声发射技术监测带有表面焊接裂纹的箱形梁结构的三点弯曲试验。分析了箱形梁试件受载弯曲过程中裂纹扩展的声发射信号特征,比较了加载过程中不同载荷水平下定位源信号的声发射参数特征。研究发现,表面裂纹扩展的声发射信号为突发型信号,其幅度主要为45～60dB,频率主要分布在100～450kHz。试验结果表明,线定位方法可以对箱形梁试件中的裂纹缺陷进行准确定位。     

Surface structuring of polycrystalline diamond (PCD) using ultrashort pulse laser and the study of force conditions

In the metal working industry, cutting tools for high precision application are usually made from non-conventional super hard materials, for example, diamond (D) and cubic boron nitride (CBN). These materials are composites of geometrically undefined grains embedded in metallic binder. For some special applications, these tools are constructed from one or several cutting edges and guide rails. Typical examples are honing and guided reaming tools for the fine machining of bores. These tools improve the form, dimension and surface quality, as well as the geometrical tolerances of the machined workpieces. The guide rails of the tool play an important role as they usually support the tool shaft in the rotating movement, for example the guiding stones of the honing tool. In the case of dynamic contact, higher demands on material properties such as hardness and wear resistance are necessary. In this study, a polycrystalline diamond (PCD) grade is employed as a new material for guide rails. Contacting surfaces of the PCD guide rails are textured with three defined patterns by a femtosecond laser setup. It is aimed to improve the force conditions by means of changing the contacting conditions. Within this regard, the tribological properties of the three patterns on PCD rails are characterized using a nanotribometer and compared to the conventional guide rails made of cemented tungsten carbides. A force simulation based on the honing processes is built up and conducted to predict the force conditions of each different pattern. At the same time, morphological modification, assessment of surface and microstructural integrity of the structured PCD guide rails are also studied in this work.