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。     

基于磁记忆检测方法的45钢应力集中评价

在离线情况下,利用金属磁记忆二维扫查装置测量45钢试样的磁记忆信号二维分量。通过对磁记忆信号二维分量进行微分处理得到相关分量的梯度,进而合成磁记忆信号的李萨如图形。通过分析李萨如图形区域面积与拉伸载荷之间的变化特性,对材料中应力集中进行定量评估。试验结果表明:对试样进行拉伸时,缺口处磁记忆信号变化特征比较显著,有利于对应力集中位置的确定;切向分量的信号峰值与拉伸载荷之间的相关性更好;李萨如图形区域面积大小与拉伸载荷呈正相关变化趋势,通过对李萨如图形面积大小进行非线性拟合可得到材料的应力集中定量评估判定曲线。     

风机塔筒早期损伤的磁记忆检测

等比例搭建风机塔筒加载试验平台,设计加载试验,对塔筒早期损伤进行了磁记忆检测,分析了载荷、检测角度和特征缺陷对磁记忆信号的影响。结果表明:可以通过磁记忆信号的切向分量、法向分量和法向分量的梯度值来综合判断应力集中区域;对缺陷进行检测时,选择扫查角度与塔筒成90°为最佳;刻槽的应力集中程度高于平底孔的应力集中程度,因此刻槽损伤对塔筒早期损伤的破坏更加明显。     

30CrMnSiNi2A钢疲劳损伤二维磁记忆检测的试验研究

选取不同厚度30CrMnSiNi2A平板缺口试样在0.7σs应力水平下进行低周疲劳试验,并实施磁记忆二维检测,研究不同厚度、不同循环周次下的磁记忆信号变化规律。研究结果表明:随着循环次数的增加,局部应力集中部位的磁记忆信号特征越来越明显,信号幅值也越来越大,并在裂纹失稳断裂前出现明显的法向分量过零而切向分量具有最大值的特征;法向分量和切向分量微分后合成的李萨如图形的封闭区域大小随循环周次呈现Logistic曲线变化,可定量分析构件疲劳损伤程度。该研究结果可为进一步进行磁记忆二维检测研究提供技术支撑。     

金属磁记忆信号特征量提取中的Lipschitz指数法

磁记忆信号处理和特征量提取是金属磁记忆检测的核心。传统方法采用寻找磁记忆信号法向分量过零点区域,并且用梯度值大小衡量应力集中程度。对带有焊接缺陷的10号钢管件进行了磁记忆检测试验,对Lipschitz指数的机理进行了分析,并利用该方法对磁记忆检测信号进行了特征分析。结果表明,单纯用过零点和梯度值不能完全反映磁记忆信号特征。在局部区域,凡是小于设定的奇异性指数,均可判断存在故障;根据信号的奇异性与模极大值存在的关系,通过对小波变换系数模极大值的判断,就可以找到信号突变位置。     

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。     

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。     

基于USB2I2C控制器的磁记忆检测系统开发及试验研究

本文基于三轴磁阻传感器HMC5983设计了磁记忆检测探头,研制了基于USB2I2C控制模块的二维金属磁记忆检测系统,以45钢为试验对象开展了金属磁记忆试验研究。通过分析磁记忆二维分量以及其微分分量合成的李萨如图大小,确定试件中存在应力集中的严重程度,试验结果表明:磁记忆二维检测不仅能够准确定位试件中应力集中的部位,而且能够从梯度变化角度对应力集中严重程度进行预判评估。     

磁记忆技术在风电塔筒检测中的应用

利用金属磁记忆检测技术对风电塔筒制造中的焊缝、在役塔筒法兰连接处进行检测,得到表面漏磁场法向分量的分布曲线,发现应力集中区。结合X射线照相检测法判断焊缝应力集中区是否存在缺陷,通过力矩扳手读数小于标准规定的力矩下限值判断塔筒法兰连接处应力集中区螺栓是否松动。结果表明,采用金属磁记忆与X射线照相法结合检测塔筒制造中的焊缝、金属磁记忆与力矩扳手结合检测法兰连接处螺栓松动等是完全可行的。     

45~#钢静载拉伸下磁记忆二维信号分析

为研究受载铁磁材料应力集中部位的磁记忆信号特征,利用自主开发的磁记忆二维检测系统对含有中心圆孔的45~#钢平板试样进行静载拉伸试验。结果表明:试样表面缺口附近磁记忆信号特征非常显著,切向分量磁信号与应力间的相关性更好;李萨如图形封闭区域大小随拉应力的增大呈非线性变化,可考虑用非线性拟合曲线定量评价应力集中状态。     

不同热处理状态下焊接件应力集中的金属磁记忆检测

用金属磁记忆检测技术,对不同热处理状态下焊接件的磁场强度进行了检测和分析.结果表明,法向磁场强度过零点处切向磁场强度最大,用该方法可以检测焊接结构件的残余应力分布.去应力退火后,应力集中程度降低,磁场强度波动范围及其梯度均明显减小.正火后的磁场强度波动范围进一步缩小,焊缝部位的应力集中程度与去应力退火相比变化不大.提出了采用磁场强度梯度变化比及其标准差对热处理质量进行评价的方法.     

无缝钢轨静态拉伸的漏磁效应试验研究

基于金属磁记忆检测方法,用实验室静态拉伸模拟无缝钢轨的缺陷的产生,利用EMS-2000金属磁记忆诊断仪对PD3无缝钢轨进行漏磁效应研究,获得PD3无缝钢轨在不同载荷下表面漏磁场强度法向分量Hp(y)和其梯度值K的分布情况。研究发现,随着载荷的增加,试样测量线上磁场强度及其梯度值呈规律性的变化。Hp(y)过零点与梯度K的极值点能够较好地表征样品应力集中位置的特征,Hp(y)幅值和梯度K的变化能反映样品应力集中程度。该试验表明金属磁记忆检测技术可以有效地应用于无缝钢轨应力集中位置和程度的判断。     

焊接裂纹应力与磁记忆信号关系的实验研究

焊接裂纹产生的应力集中区是焊接构件在服役过程中最为危险的一个薄弱环节,对这个环节进行有效的安全评估,具有重要意义。金属磁记忆技术是近年来发展的一种全新的无损检测方法,它可以在地磁环境下检测铁磁构件的应力集中,从而诊断出产生（或可能产生）裂纹的危险区域。利用磁场中的高斯方程,对管线钢焊接裂纹的应力和金属磁记忆信号之间的关系模型进行了初步探讨,然后利用预制的焊接裂纹对此关系模型进行了研究预测,分析结果表明：此关系模型可满足应力检测的精度要求。     

16MnR钢板焊接对接接头残余应力磁记忆检测研究

基于金属磁记忆效应原理，研究16MnR钢板焊接接头附近垂直于焊板平面的漏磁场强度分布情况及其对应的残余应力分布情况。试验结果表明，铁磁性焊接接头近焊缝区不同形变引起的磁导率不连续变化产生漏磁场；磁记忆效应所产生的垂直于焊板平面方向上的漏磁场峰值与焊接残余应力造成的塑性变形区域和弹性变形区域分界具有直接对应关系。金属磁记忆法在焊缝残余应力测量中具有良好的应用前景。     

基于金属磁记忆检测的废旧件疲劳损伤评价

为了定量评价废旧件的疲劳损伤,以液压缸为研究对象,取其相应部位的材料制作标准拉伸试样,对试样进行疲劳拉伸试验,分析试样表面在不同疲劳损伤阶段的金属磁记忆信号,提出表征损伤程度的特征值与评估模型.结果表明,根据定位指标确定位置之后,再依据损伤程度评估指标,可对损伤程度进行判断.利用金属磁记忆检测技术可为废旧件损伤再制造的...     

环境磁场对磁记忆信号的影响

金属磁记忆检测技术是一种可早期准确判断构件的应力集中位置和评估疲劳损伤程度的无损检测技术新方法,而磁记忆信号的存在离不开环境磁场。为探讨环境磁场对磁记忆信号的具体影响,在不同环境磁场下,对45钢进行静载拉伸试验,测量在相同环境磁场下不同应力作用下的磁记忆信号。试验结果表明:环境磁场不能改变磁记忆信号曲线的形状,但可以改变磁记忆信号值的大小;在一定的磁场范围内,磁记忆信号值随环境磁场的增加而增加,但当环境磁场超过某一临界值时,磁记忆信号值反而随环境磁场的增加而减少;若环境磁场为零或完全被抵消,应力则不能产生磁记忆信号。故在磁记忆检测实践中,特别是在定量检测应用中必须考虑环境磁场的影响。