磁弹噪讯技术无损检测铁磁材料疲劳损伤

铁磁材料加工制造的机械构件，在服役的过程中，受外力作用、在其内部会产生应力集中与松驰，引起构件局部或全部的扭曲、变形，造成构件的疲劳，使设备运行不安全或破损，对铁磁构件内部应力和疲劳寿命检测一直是人们重视的检测难题。从工程应用的角度，迫切需要一种既能检测构件应力大小，分布以及构件的疲劳，而不需要通过测量应变而测应力，并能瞬间、定点、在线的检测方法，铁磁构件在交变磁场的作用下，磁畴壁的不连续运动在其表面释放一种磁弹波--巴克毫森噪讯。该巴氏噪讯对材料所受外加载荷及材料的微观结构的变化十分敏感。采用该技术可开展在线无损检测铁磁构件服役应力及疲劳损伤。本文介绍该技术的原理及对平板构件疲劳损伤无损检测的实验结果。     

钢管漏磁检测设备性能的改进

针对钢管漏磁检测设备检测时信号信噪比较低的问题,根据实际的漏磁检测设备规格参数,采用有限元仿真方法进行励磁优化设计,获得最佳的信噪比.通过加装磁路的措施来消除端部检测时的信号畸变现象,分析了磁路闭合状态对漏磁信号幅度和各个分量的影响.并通过对Hall探头加装导磁铁板的方法,提高探头检测灵敏度.仿真数据同实验结果基本吻合,有效地提高了漏磁检测设备的性能.     

铁磁材料的逆磁致伸缩效应实验研究

为了了解铁磁性材料的力学与磁学性能的耦合关系，通过实验测量了4种不同的铁磁性材料在不同扭矩作用下的磁通量关系曲线，并对出现的现象作了初步的分析，发现材料的磁特性与应力引起的磁畴变化有关，并对利用逆磁致伸缩效应进行扭矩测量提出了建议。     

正磁致伸缩铁磁材料磁记忆现象的理论探讨

针对金属磁记忆无损检测原理，基于铁磁性的唯像理论，利用一个近似的分子场，得到了地磁场中受应力作用的铁磁杆件的有效场表达式；利用能量最小原理，得到了分子场参数表达式；根据所得的有效场表达式．解释了磁致伸缩为正的铁磁材料在应力集中处漏磁场切向分量出现最大值、同时法向分量为零值的现象，并进行了仿真计算．     

基于Windows的漏磁检测软件平台开发

通过对不同漏磁检测系统的研究,研制了以Windows组件对象模型和计算机网络为基础的漏磁检测软件平台．为实现软件平台能适用于各类不同漏磁检测系统,提出了以信号采集组件接口和信号分析组件接口为基础的漏磁检测软件平台体系结构．针对钻杆漏磁检测系统的工作要求,实现对应信号采集组件和信号分析组件的开发．现场应用结果表明,该软件平台工作稳定且具备良好的可扩展性能．     

基于APDL的漏磁检测有限元分析系统

为了提高缺陷漏磁检测有限元计算效率,基于ANSYS参数化设计语言（APDL）和VC＋＋设计了漏磁检测有限元分析系统框架,探讨了APDL有限元模版文件设计方法,分析了VC＋＋与ANSYS软件间的通讯技术,研究了F1ash与VC＋＋交互界面设计原理,开发了一个界面友好、方便高效的漏磁检测有限元专用分析系统．软件运行表明,其不仅操作简便,计算结果准确可靠,而且能有效简化漏磁检测有限元分析过程,提高了计算效率．     

用巴克豪森噪声测量铁磁材料拉伸损伤的实验研究

本文实验研究了09CuPTi(耐候钢）在拉伸过程中巴克豪林噪声的变化,得到了巴克豪森噪声强度与拉伸损伤（即残余塑性应变）之间的关系,从而得出了整个拉伸过程中材料的损伤与演化过程的表达式。     

用数字式毫特仪测量铁磁材料的磁滞回线与磁化曲线

介绍用数字式毫特仪测量铁磁材料的磁滞回线与磁化曲线的原理和方法,与传统方法相比该新方法测量磁滞回线简便实用,准确度较高,效果很好。     

管道漏磁检测中速度效应的补偿方法

在管道现场检测中,由于检测装置的移动影响,使得从采样记录的漏磁信号波形直接获得缺陷外形的定量描述比较困难.为提高缺陷检测的精度,分析管道漏磁检测中检测仪器运行速度对缺陷漏磁信号的影响,提出一种速度效应补偿方法,通过ANSYS有限元分析软件验证方法的有效性,该补偿方法有利于缺陷的准确识别.     

漏磁无损检测分析中的自然交界面条件

证明了在漏磁检测分析中，如果强加不同导磁介质区域的交界面处磁矢量位的切向连续性条件，则磁矢量位的法向分量连续性条件是变分中过程中自动得以保证的交界面条件。     

Metal magnetic memory testing for early damage assessment in ferromagnetic materials

In order to investigate the physical mechanism of metal magnetic memory testing, both the influences of earth magnetic field and applied stress on magnetic domain structure were discussed. Static tension and fatigue tests for low carbon steel plate specimens were carried out on hydraulic servo testing machine of MTS810 type and magnetic signals were measured during the processes by the type of EMS-2003 instrument. The results indicate that the initial magnetic signals of specimens are different before loading. The magnetic signals curves are transformed from initial random to regular pattern due to the effect of two types of loads. However, the shape and distribution of magnetic signal curves in the elastic region are different from that of plastic region in tension test. While in fatigue test those magnetic signals curves corresponding to different cycles are similar. The Hp (y) value of magnetic signals on the fracture zone increases dramatically at the breaking transient time and positive-negative magnetic poles occur on the two parts of fracture zone.     

Metal magnetic memory testing for early damage assessment in ferromagnetic materials

In order to investigate the physical mechanism of metal magnetic memory testing, both the influences of earth magnetic field and applied stress on magnetic domain structure were discussed. Static tension and fatigue tests for low carbon steel plate specimens were carried out on hydraulic servo testing machine of MTS810 type and magnetic signals were measured during the processes by the type of EMS-2003 instrument. The results indicate that the initial magnetic signals of specimens are different before loading. The magnetic signals curves are transformed from initial random to regular pattern due to the effect of two types of loads. However, the shape and distribution of magnetic signal curves in the elastic region are different from that of plastic region in tension test. While in fatigue test those magnetic signals curves corresponding to different cycles are similar. The H _p(y) value of magnetic signals on the fracture zone increases dramatically at the breaking transient time and positive-negative magnetic poles occur on the two parts of fracture zone. Foundation item: Project(50235030) supported by the National Natural Science Foundation of China     

基于漏磁原理的储油罐罐底探伤仪

叙述了漏磁探伤的基本原理,介绍了基于漏磁原理的储油罐罐底探伤仪的系统结构及各部分主要功能,该设备检测方便高效,结果准确直观．     

管道漏磁检测缺陷识别技术

针对神经网络法对管道缺陷进行识别存在所需样本数据量大、容易陷入局部极值、泛化能力没有保证等问题,提出一种新的机器学习方法,即支持向量机法.介绍了支持向量机的分析原理,以碗状缺陷为例,采用ANSYS有限元分析软件对40组不同尺寸的缺陷进行仿真,将得到的40组漏磁数据和10组实测数据作为学习样本,另外10组新数据作为验证数据,以MATLAB软件为平台进行了识别实验.实验结果表明,识别误差均在5％以下,且泛化能力强,识别方法简单,在有限样本情况下比神经网络法更具优势.     

基于单永磁体磁化的漏磁检测系统

为了对钢制材料凹坑缺陷进行无损检测与评价,提出一种利用单永磁体构造磁化系统的新方法。利用Ansoft Maxwell考察了立方体单永磁体主要几何参数对钢制材料磁化效果的影响规律,确定了永磁体的几何参数,搭建了钢制材料凹坑缺陷漏磁检测平台;结合三维漏磁信号图形学几何特征和支持向量回归机建立了缺陷主要尺寸预测模型。交叉有效性测试结果表明:所建立的缺陷主要尺寸预测模型在长轴方向的相对误差小于4%;短轴方向的相对误差小于6%;深度方向的相对误差小于16%,能够实现凹坑缺陷主要尺寸的准确评价。与传统双永磁体磁化系统相比,单永磁体磁化方式结构更加简单,具有更好的设计柔性,更佳的成本优势,展现出很好的应用前景。     

HY-6070C板钢管漏磁检测系统软件设计

文章基于钢管漏磁检测的基本原理,对钢管漏磁检测系统进行了系统设计。针对该系统的特点设计了高速数据采集板,借助Windows系统平台,采用虚拟设备驱动技术实时控制,详细叙述了漏磁信号数据分析方法的过程。     

油气管道漏磁检测的信号处理技术

漏磁信号处理是漏磁通法油气管道无损检测的重要步骤．为减少目前漏磁信号处理中人为因素过多的问题,通过分析各种干扰漏磁信号的因素,提出了漏磁信号智能化处理的流程和方法,可提高油气管道漏磁检测结果的客观性、准确性和一致性．并介绍了漏磁信号处理技术的发展趋势．     

管道漏磁检测实时数据压缩

针对长距铁磁性油气管道在线缺陷检测所产生的庞大数据量问题,提出一种管道漏磁检测实时数据压缩算法.在实时压缩和提升小波编码的基础上,设计了一种基于双缓冲区模型的实时数据采集、压缩、存储系统.通过分析管道漏磁数据的特点,提出一种以整数提升小波变换、结合自适应算术编码为核心的无损压缩算法,无损压缩比可达9.166∶1.实验结果表明,该算法在基于PC104总线采集卡的硬件模拟实验环境下具有一定的可行性,并能满足实际系统采集速度、存储速度以及压缩比的要求.     

感应加热电饭煲电磁场与漏磁分析

为了研究感应加热电饭煲空间电磁场对其热效率的影响,以一台1 300 W感应加热电饭煲为例,利用ANSOFT软件建立样机三维电磁场有限元模型.在其他条件不变的情况下,分别采用两种磁条结构分析比较了样机模型中电磁场与输出涡流功率的分布情况,并且对样机的漏磁情况进行了分析.将实验测得的漏磁、热效率与仿真值进行对比,验证了仿真方法的正确性.有限元法对感应加热电饭煲电磁场与漏磁的分析结果为相关感应加热系统的优化设计、安全使用提供了参考.     

基于磁记忆机理的铁磁材料弯曲变形状态研究

利用磁记忆方法,采用自行研制的多通道磁记忆采集系统,研究铁磁材料在三点弯曲复杂应力状态下,0～250 kN不同试验载荷作用下的弯曲变形状况与磁记忆信号的对应关系,首次给出了三点弯曲复杂应力状态下磁记忆信号Hp(y)的分布规律与特点．实验发现：未加载时,Hp(y)呈无序状态；加载到50 kN时,试件受拉层Hp(y)开始变为负值,同时受压层Hp(y)信号全部变为正值,受拉层与受压层符号相反,表明不同层所受的正应力不同；加载到250 kN时,受拉层Hp(y)出现零点,表明应力集中的形成,中性层中心切应力最大处随载荷的增加Hp(y)过零梯度变大,反映了三点弯曲切应力的变化规律．最后应用NASTRAN有限元软件进行试验载荷下的应力状态仿真,结果验证了磁记忆方法对三点弯曲变形状态研究的有效性．