基于磁记忆法钢板应力检测技术的研究

磁记忆法是检测铁磁性金属材料应力集中情况的有效方法。目前,虽然磁记忆检测技术在工程领域的应用较为成功,但不同应力集中程度下的磁记忆信号特征尚不明确。本文为了研究应力作用下钢板表面的磁记忆信号规律,设计了基于磁记忆法的钢板信号检测实验。研究结果表明,在外部载荷作用下,随应力增加,磁记忆法与应力呈现良好的线性一一对应关系。     

磁记忆检测技术在游乐设施上的应用

磁记忆检测技术在对铁磁性构件的应力集中和缺陷检测上具有独特的优势。针对游乐设施的运行特点和失效模式,研究了其疲劳损伤的形成过程、表面开口缺陷动态发展的磁记忆信号的变化规律和阶段性特征;分析并总结了静止状态下典型游乐设施宏观缺陷的磁记忆信号特征。结合案例介绍了游乐设施的磁记忆检测及评价流程。     

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。     

电磁超声和涡流组合检测方法

两栖装甲车工作环境恶劣,车体尤其是底部容易破损。提出了一种电磁超声和涡流组合检测的快速方法,利用电磁超声的激励信号在被测金属表面感应的涡流,实现表面和近表面缺陷的涡流检测,无须额外增加专门的涡流线圈及其激励电路。设计了组合检测系统和探头,对带有表面缺陷和内部缺陷的装甲钢试块进行了检测试验。结果表明,该方法可以实现装甲钢试块内部缺陷和表面裂纹的检测,比单一的电磁超声检测或涡流检测能获取更全面的有用信号。     

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。     

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。     

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。     

基于磁屏蔽的脉冲涡流缺陷检测仿真

针对铁磁性/非铁磁性的脉冲涡流缺陷检测,建立了磁屏蔽下的脉冲涡流检测数值仿真模型,分析了两种金属构件磁屏蔽下的涡流、磁感线分布和涡流检测信号的作用机制。磁屏蔽主要包括线圈无磁屏蔽、线圈内磁屏蔽、线圈外磁屏蔽、线圈内外磁屏蔽四种磁屏蔽方式。仿真结果表明:两种金属构件下的四种脉冲涡流缺陷检测磁屏蔽模型中,线圈内磁屏蔽措施对于提高脉冲涡流缺陷检测的灵敏度最有效。     

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。     

航空发动机叶片动态监测技术

提出了一种铁磁性发动机壳体内叶片动态原位监测方法,该方法利用涡流检测方法监测铁磁性发动机叶片的个数、转速、损伤状态等。将两个磁极固定于铁磁性发动机壳体外表面,将涡流检测探头固定在磁极之间,叶片转动过程中,叶片的尖部划过表面附近涡流场,探头感生涡流信号传输至涡流检测仪。通过每分钟的涡流信号个数计算叶片转速;通过涡流检测信号的幅值,测算叶片与壳体内表面的间隙;通过信号幅值的不同,判断出叶尖表面的缺损;通过间隔时间出现不均匀的涡流信号,判断叶片弯曲或断裂。该方法可以解决铁磁性发动机壳体内叶片的安全监测难题。     

面向零件安全服役的磁记忆检测仿真研究

金属磁记忆方法是铁磁性零件早期损伤检测的唯一手段,可有效保障零件安全服役。文章通过建立一种模拟地球磁场作用的有限元分析模型,选用方形缺陷作为研究对象,较为系统地分析了不同缺陷深度、缺陷宽度、缺陷埋深、缺陷厚度及中心偏移量等参数对磁记忆漏磁信号的影响关系,并通过磁记忆检测实验验证了仿真模型的有效性。结果表明:通过提取磁记忆信号相应特征参数可以实现缺陷定性/定量评估,为铁磁性构件的磁记忆检测提供了一种仿真验证的方法。     

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。     

不锈钢储液罐的涡流检测

介绍了涡流检测的基本原理,运用该方法对自制不锈钢刻槽试块进行了涡流检测,得到了人工刻槽及晃动信号的阻抗示意图。采用该工艺对11台不锈钢储液罐焊缝进行了涡流检测,发现了一位置阻抗示意图信号与试块刻槽阻抗示意图信号相似,经宏观检查确认两位置存在3条表面裂纹缺陷,从而证实了涡流方法检测不锈钢焊缝表面裂纹的可行性。     

磁记忆切向分量信号的检测研究

针对金属磁记忆切向信号难以提取的问题,提出采用矢量合成法提取金属磁记忆切向分量,并通过ANSYS仿真软件验证其有效性;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:采用矢量合成法能有效提取金属磁记忆切向信号;金属磁记忆切向分量...     

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。     

一种基于PIC单片机的便携式磁记忆检测仪

研制开发了基于PIC单片机的便携式磁记忆检测仪。以PIC16LF873A单片机为核心，以HONEYWELL公司的HMC1052磁阻传感器来获取铁磁性零件表面的磁记忆信号，实现了磁记忆检测仪的基本功能。     

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。     

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。     

氧气球罐缺陷的声发射和磁记忆在线综合检测

采用声发射、磁记忆检测技术与常规无损检测技术相结合的方法对400m^3氧气球罐进行在线检验,得到了400m^3氧气球罐典型案例的检测方案和检测数据。结果表明,采用声发射、磁记忆检测、联合超声和磁粉检测可以实现氧气罐的在线检测,磁记忆榆测技术可以检测到内部非超标缺陷影响形成的应力集中,声发射技术评价缺陷的活性,常规超声检测可能存在表面缺陷漏检的情况,声发射、磁记忆检测弥补了常规无损检测方法的不足。容器加压声发射检测中不活动缺陷和活动缺陷的磁记忆信号有明显差异。