裂纹的磁记忆检测分析

介绍了金属磁记忆法-无损检测方法的原理、检测法特点、记忆信号的特征,从力学分析结果就各种因素对金属磁记忆检测结果的影响进行了讨论,并对构件隐性损伤的磁记忆检测分析、金属磁记忆检测技术的实施提出方案.     

一种改进的疲劳裂纹闭合Newman模型

针对Nweman模型、Dugdale模型存在的对裂纹前端复杂塑性区和变应力比情况的计算精度不高、计算量大的问题，提出了一种改进模型。利用改进模型的计算结果，与Elber的实验结果以及Dugdale的理论分析结果进行了对比，证明了改进模型具有较高的精度。利用改进模型，对各种不同的应力比和过载情况下的裂纹扩展进行了计算，模拟出明显的裂纹闭合现象，其结果有助于裂纹闭合分析理论的建立。     

考虑裂纹闭合效应的疲劳裂纹扩展有限元分析

由材料塑性诱发的裂纹闭合效应对疲劳裂纹扩展的影响显著。针对紧凑拉伸试样,通过构建其有限元模型,同时考虑塑性诱发的裂纹闭合效应,采用恒幅循环加载方式,对试样裂纹扩展区域内节点位移和反力进行计算与处理,获得了裂纹张开载荷,并讨论了网格尺寸、节点释放时刻、监测点位置等对裂纹张开载荷的影响;对于稳定的裂纹张开载荷,探讨了基于节点反力的线性插值计算方法,可获得更加精确的数值,研究成果对疲劳裂纹扩展分析和寿命预测具有参考价值。     

磁致伸缩导波激励传感器模型及输出特性

基于MsS传感器存在较低的信噪比、在外加磁场作用下非线性力磁耦合特性造成输出特性变化等问题,从铁磁性材料非线性磁弹性耦合理论及磁致伸缩导波激励传感器模型出发,建立了磁致伸缩导波产生的动力学模型。分析了偏置磁场、激励频率及激励电流对介质质点振动幅度的影响,通过有限元仿真计算方法验证了该模型分析的有效性。以该模型为基础讨论了非线性模型与线性模型对介质质点振动位移影响,进一步说明了该模型的适用性。分析表明,在考虑频散特性的情况下,为提高磁力转换效率应选择频率较低而强度较大的激励电流,且其偏置磁场应选择在质点振幅曲线中切线斜率最大的位置。     

基于裂纹闭合解析模型和神经网络理论的疲劳裂纹扩展速率的计算

用裂纹闭合的解析模型作为计算模型,运用神经网络理论对其中的协调方程进行求解,给出了相应的神经网络的结构和参数;对２２１９Ｔ８５１铝合金板材的疲劳裂纹扩展速率的计算进行了数值模拟,与实测结果对比相差很小。计算时间为电路时常数数量级。     

应用改进的虚拟裂纹闭合方法求解三维裂纹应力强度因子

基于有限元计算结果计算结构的能量释放率,利用能量释放率来计算结构的应力强度因子。本文对现有的虚拟裂纹闭合方法作了改进,即应用本文改进的虚拟裂纹闭合方法求解三维裂纹体应力强度因子时,裂纹前缘的裂纹面可以是任意形状,且裂纹前缘的有限元单元宽度可以不等。文中以三维表面裂纹为例,应用改进的虚拟裂纹闭合方法计算了该结构的应力强度因子,同时讨论了裂纹前缘有限单元宽度对应力强度因子的影响。     

裂纹漏磁检测的试验研究

用试验的方法分析裂纹的深度、裂纹与磁化结构行进方向之间的角度以及平行裂纹的间距等参数对裂纹漏磁检测信号幅值的影响,并给出裂纹深度、角度与裂纹漏磁检测信号幅值的关系曲线。试验结果为裂纹漏磁检测与评价提供了参考依据。     

铬镍钼钢中疲劳裂纹扩张和闭合行为

本文采用中心裂纹试样,对含碳量分别为0.20%、0.40%和0.80%的三种高强度铬镍钼钢,在应力比从-1至0.5范围内,着重探讨了含碳量、热处理规范与材料强度水平对断面挤压和负应力比条件疲劳裂纹扩张与闭合行为的影响。研究表明：外加压应力使裂纹面产生强制挤压,导致塑性闭合效应降低。在相同的最大应力强度固子K max作用下,负应力比条件会促使裂纹加速扩张。当断裂机制以准解理和韧窝为主时,不同的含碳量、热处理规范和应力比条件下的裂纹扩张速率da/dn相对有效应力强度因子△K (eff)能够完全归一。在线性区,疲劳裂纹闭合行为不受K max的影响,其闭合效应是应力比和材料屈服强度的函数。     

超磁致伸缩材料的特性参数测量及其应用研究

超磁致伸缩材料是一种新型的功能材料,具有应变大,响应快,能量传输密度高等特点。本文介绍国产区域熔炼法制备的多晶超磁致伸缩材料主要特性参数的测量方法,结果,并将实测特性与国外同类材料特性进行了比较。表明国产材料具有较佳的性能;还介绍了采用该材料研制的一气动伺服压力控制阀,给出了电－机械传动器静,动态特性曲线和电－气动伺服压力控制阀输出特性曲线。     

基于多层结构磁滞模型的硬化层深度磁学表征与检测方法

零部件表面经过硬化处理后,一般将形成由硬化层、过渡层和心部组织组成的三层结构,而硬化层深度是表面力学性能的重要评价指标。为将磁测法应用于硬化层深度的定量检测,建立了基于点状磁荷假设的多层结构磁滞模型,预测出三层结构微分磁导率曲线的双峰特性。双峰峰值、峰值比等参数与硬化层深度存在良好线性关系,由此提出一种硬化层深度的磁学无损检测新方法。对具有不同深度高频感应淬硬层的40Cr钢杆试样进行磁滞回线试验测试,分析结果表明：相比矫顽力,微分磁导率曲线的双峰峰值比更适用于硬化层深度的定量表征,其重复测试结果的变异系数小于1%,与硬化层深度的线性拟合确定系数高于0.95。建立的多层结构磁滞模型可为硬化层深度的磁测法提供理论依据,基于微分磁导率双峰曲线的硬化层深度检测方法可推广至平面或曲面构件。     

疲劳裂纹闭合的数值模拟方法

用弹塑性有限元法模拟含中心裂纹试件在等幅循环拉伸应力作用下的疲劳裂纹扩展过程,对塑性变形导致的裂纹闭合效应进行了分析。试件材料为2024-T351铝合金板,平面应力状态,线性随动强化假设。分析中考虑裂纹面的弹塑性接触和几何非线性变形,通过逐步释放裂尖节点来模拟裂纹扩展。考察了裂尖局部网格单元尺度、裂纹长度和平均应力对裂纹张开/闭合应力水平的影响。裂纹闭合效应会随疲劳裂纹长度增加而逐渐增强,呈先爬升再缓慢下降的趋势,应力比的增大会导致裂纹张开/闭合应力水平提高。此外,网格细度也对张开/闭合应力的大小有一定影响。     

基于LabVIEW的铁磁性材料无损检测系统开发

为实现对铁磁性材料早期损伤的检测,减少材料因隐藏性缺陷的存在而导致的严重事故,依据铁磁性材料的磁特性参数及其内部微观结构的紧密联系,开发了一种基于Lab VIEW的铁磁性材料损伤检测系统。根据麦克斯韦电磁场理论,得到磁场强度、磁感应强度与电压之间的关系式,完成了检测系统软件和硬件的开发。利用该系统对铁磁性材料进行了无损检测试验,试验与研究结果表明,所开发的检测系统能够检测出存在损伤的铁磁性材料。     

模型材料力学性能参数试验研究

给出了三种不同配比的由水、石膏、重晶石粉组成的模型材料,对这三种不同配比的模型材料进行了力学性能参数试验,分别测定其材料力学参数,主要包括:抗压强度、抗拉强度、轴心抗压强度、抗弯强度、静力弹性模量,为大缩尺拱坝模型试验材料的选取提供依据.     

基于磁荷棱分布的断丝漏磁场模型研究

根据断丝漏磁场的特征，对钢丝漏磁场的产生进行了分析；提出基于棱分布的断丝漏磁场解释模型；对钢丝直径和提离值对漏磁场的影响进行了分析；与简化的点磁荷模型进行了比较研究，获得了钢丝漏磁场的点磁荷模型简化条件。     

励磁作用下铁磁管道缺陷磁特性仿真

通过有限元法建立了管道直流磁化的三维模型,分析了励磁状态下铁磁材料的磁特性、缺陷附近材料的磁导率分布特征以及励磁强度、管道厚度、缺陷深度对磁导 率分布的影响。结果表明,饱和磁化后缺陷区域的磁导率分布并不均匀,励磁作用下内壁缺陷可引起外表面磁导率的改变,从而揭示了铁磁性管道内部缺陷检出机理,拓展了涡流检测方法的应用范围。     

基于模糊辨识的设备彩色特征化模型的研究

基于颜色自然语言描述的模糊性,以RGB颜色空间与CIEL*a*b*颜色空间转换为例,建立了以模糊控制方法为基础的彩色设备特征化模型,并对照基于三维查找表与插值算法的彩色设备特征化方法,对该模型进行了讨论。研究结果显示,该模型设计简单,便于应用,可以适用于设备彩色的特征化非线性描述。当采样空间点数量为125个时,模型对于检验样本点转换的平均色差达到2.65,而要达到相同水平的平均色差值,三维查找表与插值算法至少需要512个采样空间量,即该模型具有在较少样本点情况下可以获得较高精度的优点。     

基于交变漏磁的裂纹检测系统

交变漏磁检测技术结合了涡流检测和漏磁检测的优点,它可以实现对铁磁性材料表面裂纹的准确检测.文中介绍了交变漏磁检测的原理以及裂纹检测系统的软硬件设计.通过试验研究,依据检测的两路信号及其构成的缺陷环图,可以实现对裂纹缺陷的检测.