基于OPWP算法力磁耦合磁记忆信号特征研究

铁磁材料的塑性变形是严重影响其使用安全的隐患,对其有效检测可以预防破坏事故的发生。磁记忆检测技术可以实现对应力集中引起的材料塑性变形的检测。本文基于密度泛函理论建立铁磁晶体磁记忆检测模型,采用正交化平面波赝势法(OPWP)计算了体心立方晶体结构的铁在塑性变形后力磁耦合磁记忆检测信号的变化特征。结果表明:铁磁材料在塑性变形后晶格结构及能带分布发生改变,仍表现一定的铁磁性但磁性减弱。在受力过程中,晶体内部电子间交换关联作用过程改变,进而导致晶体能带向低能带底移动,轨道电子分布局域性增强,力磁耦合程度减弱。自旋向上和自旋向下的电子态密度分布改变,原子磁矩减小。宏观表现为:磁记忆信号强度下降,磁场变化率与未塑性变形铁相比减小,实验曲线斜率降低,材料整体磁特性减弱。     

基于NCPP平面波算法磁记忆信号特征研究

磁记忆检测技术能够对铁磁性金属构件的应力集中区和微观裂纹进行有效的检测。但是,由于缺乏科学的理论解释和系统的实验研究,磁记忆信号特征和磁力学定量变化关系至今没有定论,严重影响了该项技术的发展。本文利用固体电子理论,采用模守恒赝势(NCPP)算法建立了全电子势磁力学模型,计算了固体屈服时,原子磁矩、晶格结构及磁记忆信号的变化特征。计算结果表明:固体的原子磁矩、晶格常数和漏磁信号强度与应力成线性变化趋势,当应力集中程度达到固体的屈服强度时,晶格结构发生畸变,磁记忆信号会产生突变。本文的实验结果与理论计算结果具有很好的一致性。     

承压管道磁记忆检测缺陷信号量化数值研究

利用Ansys数值模拟软件,对含埋藏缺陷的承压管道进行磁记忆检测有限元模拟,分析磁记忆信号值在不同缺陷参数、不同应力状态下的变化规律.结果表明,磁记忆信号可以对管道埋藏型裂纹及气孔产生的应力集中进行表征,随着缺陷埋深的减小与内压载荷的增加,磁记忆信号变化幅度增大,法向梯度极值增加.通过法向和切向信号协同分析,可以实现对...     

X70管线钢金属磁记忆信号特征研究

针对铁磁构件表面磁记忆信号法向分量在裂纹或应力集中处存在过零点现象,很多学者对此有争议,通过线切割模拟裂纹,在拉伸试验机上拉伸管道构件,并分析管道构件表面漏磁信号法向分量,发现在裂纹处法向分量确实存在过零点现象,但是过零点随着拉伸栽荷的变化发生漂移,当载荷增加到一定程度过零点不再漂移.结果表明,不能单纯以法向分量过零点判断裂纹或应力集中处.     

焊接裂纹金属磁记忆信号特征研究的进展

反映焊接裂纹的金属磁记忆信号特征包括信号过零点位置、小波分析能量极大值点位置、傅立叶分析相位突变位置、区域信号的最大值与最小值差值、信号在检测方向上的梯度、信号在检测方向垂直方向上的梯度。以上6个信号特征通过金属磁记忆信号特征判断焊接裂纹的方法。可以描述焊接裂纹时的作用以及相互之间的关系。研究表明:过零点特征和小波分析极大值点位置特征是不可靠的,用其他4个特征来判断焊接裂纹得到的结论很可靠。未来需要建立用这4个特征来判断焊接裂纹的系统。     

压力对管道缺陷磁记忆信号的影响分析

为了分析利用磁记忆检测技术进行管道在线内检测的可行性,需要分析压力对管道缺陷磁记忆信号的影响。在J-A力磁耦合模型基础上得出相对磁导率与应力的数值关系,在Ansys软件中导入相对磁导率与应力的关系进行力学与静磁学联合仿真。研究结果表明:缺陷磁记忆信号有两个特点——径向磁场产生最小值到最大值的突变,轴向磁场出现最大值。在压力作用下管道内部背景磁场减小,缺陷磁记忆信号随着压力增大先减小后保持不变,可以利用磁记忆检测技术进行管道在线内检测。     

铁磁性构件典型缺陷磁记忆信号特征研究

采用磁记忆技术研究了石化企业铁磁性构件典型缺陷（如裂纹、未焊透、错边、气孔、偏析等）的灵敏度和信号特征。结果表明：该技术在检测上述缺陷时有较高的灵敏度,磁信号特征与检测方向和缺陷主平面间相对夹角有关。当两者垂直时,法向磁场强度Hp （y）在缺陷正上方有过零点;当两者平行时,对称置于缺陷主平面两侧的通道的Hp （y）极性相反,且变化趋势相对。但不管夹角如何,磁记忆信号均在裂纹部位出现突变,不易引起漏检。在偏析严重区域,磁记忆信号沿检测位移出现波峰或波谷变化,这为检测铁磁性材料偏析严重部位提供了一种新的检测手段。     

基于LAPW算法磁记忆信号相变特性的研究

当应力达到临界屈服点时,铁磁性金属构件将产生塑性形变,造成重大的安全隐患。金属磁记忆检测技术可以快速、有效地检测出应力集中区域,但是,目前尚无有效的方法对临界屈服点处的磁记忆信号特征进行定量化分析。采用基于密度泛函理论的线性缀加平面波法(LAPW),建立了磁力学耦合模型,分析了临界屈服点的磁记忆信号特征,计算了弹性形变和塑性形变范围内,体系的差分电荷密度、原子磁矩、晶格结构随应力的变化关系。研究结果表明:随着应力的增加,固体中原子之间的结合力逐渐减弱,晶格结构的稳定性变差;当应力达到临界屈服点时,固体发生相变,磁记忆信号产生突变,磁记忆效应减弱。理论计算结果与实验结果具有很好的一致性。     

基于LMTO算法磁记忆屈服信号的定量化分析

磁记忆法对铁磁性金属构件的应力集中区域具有很好检测效果。但是,目前构件在弹性阶段和塑性阶段的磁记忆信号特征很难被区分,从而无法对构件的应力集中程度和使用寿命进行有效评估。基于固体电子理论建立了磁记忆效应的边界滑移模型,利用线性化M-T轨道算法(LMTO)计算了固体在弹性、塑性阶段,系统的能量变化、不同轨道电子的自旋态密度的变化情况,进而定量分析了构件发生屈服后的磁记忆信号变化规律。研究结果表明,应力集中程度与系统边界滑移能量呈线性正比例关系,与电子自旋态密度峰峰值、磁记忆信号呈线性反比例关系;构件发生塑性形变后,体系能量和电子自旋发生不可逆的变化,磁记忆信号曲线出现转折点;构件每发生一次塑性变形,磁记忆信号初始值都会变小,曲线斜率变小。     

基于PC-104的便携式金属磁记忆检测仪

设计一种基于PC104的便携式金属磁记忆检测仪,介绍了其软硬件结构的设计思路和方案,并给出了部分原理图。通过试验结果对该系统进行了可行性和准确性分析。     

大塑性变形状态下黄铜的孪生变形研究

大塑性变形是获取纳米孪晶材料的重要方法,为研究压力对铜锌合金变形行为的影响,分别采用等径角挤压和冷轧的方法使H85和H90黄铜试样进行发生塑性变形。通过微观组织观测,发现较大的压力下,两种材料的塑性变形机制是以孪生机制为主导的,较低的层错能可以使孪生优先形核,提高强化能力。     

碳钢塑性变形对增量磁导率信号的影响

针对核电站结构的塑性变形损伤,为研究低碳钢材料塑性变形对增量磁导率信号的影响机理,将B-H曲线的特征量导入数值计算中,间接分析塑性变形对增量磁导率信号曲线的影响规律,开发了基于退化磁矢位法的增量磁导率数值计算程序,并采用数值模拟方法研究了材料剩磁和矫顽力两个因素分别对增量磁导率信号曲线的影响。结果表明,材料剩磁和矫顽力会影响增量磁导率信号曲线的峰峰距、峰值和过零点等特征参数。研究结果对塑性变形的定量无损评价具有参考意义。     

多通道磁记忆检测仪研制

基于ARM9嵌入式开发系统研制开发了多通道磁记忆检测仪样机，设计了多通道磁记忆检测仪探头和行走小车，并开发了多通道磁记忆检测仪样机软件系统，具有良好的人机界面，操作简单，运行可靠。精心设计了电源及充电电路、功率转换电路，降低其自身功耗，改善了电池的利用效率，满足便携式和野外现场作业的要求，实验证明所设计的整个系统是可靠的。     

基于金属磁记忆的宏观焊接裂纹识别方法

为研究焊接裂纹和其他缺口效应造成的应力集中对金属磁记忆信号的不同影响,利用小波分解的方法提取金属磁记忆信号的细节部分,对细节部分做离散Fourier变换后得到其幅值,该幅值是被测材料应力集中程度的一种反映。研究表明,通过反映应力集中水平的金属磁记忆信号特征,可以实现焊接裂纹金属磁记忆检测信号的自动识别及焊接裂纹的检测。     

基于金属磁记忆方法的压力容器检测技术

分析了压力容器的无损检测现状和磁记忆检测技术在该领域的应用前景，介绍了目前金属磁记忆方法在压力容器检测中的应用情况。以某公交车站的CNG储气瓶为检测对象进行了磁记忆检测分析，通过对检测结果的分析表明，金属磁记忆检测方法在压力容器无损检测方面具有独特优势和广阔的发展前景。     

运用声发射技术监测金属塑性成型过程中润滑状态的研究

为监测金属塑性成型过程中的润滑状态,采用运用声发射技术,通过对无润滑和有润滑时金属塑性变形过程和摩擦过程的监测及对比,分别研究了金属摩擦声发射信号和塑性变形声发射信号.结果表明,不同材料摩擦产生的声发射信号数值上大小不同,同种材料摩擦声发射信号数值上小于塑性变形声发射信号;采用声发射技术,基于实时波形和声发射信号参数的平均值都能监测金属塑性成型时的润滑状态.     

基于射频信号反射特性的金属塑性变形评估

提出了一种根据电磁特性变化对金属塑性变形进行监测的研究方法。首先,针对金属试样的电磁参数（磁导率、电导率）变化对射频反射特性的影响进行仿真,仿真结果表明,电磁特性与射频能量分布有着明显的相关性。然后,通过试验对仿真结果进行验证,试验结果表明,随着塑性变形程度的加剧,反射的射频信号强度将会逐渐减小,与仿真结果相符。     

金属磁记忆检测技术的现状与发展

金属磁记忆检测是目前无损检测领域的最新技术，适用于铁磁性金属构件失效的早期诊断，在疲劳强度和寿命评估研究中极具潜力。介绍了金属磁记忆效应的概念及国内外磁记忆检测技术的现状，分析了磁记忆检测技术的特点和发展趋势，总结了目前磁记忆检测领域的研究进展。