基于建筑钢结构拉伸试验磁记忆检测研究

金属磁记忆检测技术是无损检测领域的新技术。采用建筑钢结构用钢Q345制作拉伸试样进行在线检测和离线检测,分析构件在不同变形阶段、不同缺口时的漏磁场信号变化规律。研究表明:根据漏磁场信号在检测线上的曲线形状可判断试样弹塑性状态;沿检测线对称反向测量,可确定颈缩区范围及断裂位置;漏磁场信号在加载方向上存在磁化反转现象,并提出磁荷梯度的概念。     

有缺陷钢丝绳单丝受拉破坏的磁记忆信号变化全过程

设计了钢丝绳单丝在轴向受拉条件下的试验,采用保载在线测量的方式获取各点的磁记忆信号,发现磁记忆信号曲线存在极值现象,初始阶段其波峰波谷现象不明显,随着荷载增大波峰波谷逐渐形成,并向两缺陷处移动。当荷载加至拉断的前一级时,波峰波谷正好落在缺陷处,拉断后波峰波谷出现反转现象,在整个拉伸过程中,磁记忆信号曲线很明显地分为四个阶段:初始阶段、波峰波谷开始形成阶段、波峰波谷形成并随荷载的增加开始移动阶段与拉断后波峰波谷出现反转阶段。将相邻荷载下对应点的磁记忆信号做差,并求磁场均值和标准差,发现均值和标准差曲线与磁化曲线类似,都可划分为三个阶段,并且各个阶段的分界点相同,同时方差曲线与均值曲线都和磁化曲线有很好的对应关系,根据这种关系提出磁记忆检测技术的分段式判别方法。     

利用磁记忆信号特征参数表征拉伸应力状态

通过对Q345B钢试件静载拉伸时法向磁场的在线测量,得到了不同载荷作用下的磁信号特征,研究了试件断裂处法向分量H_p(y)和特征参量随应力的变化,并建立了磁场梯度指数与应力的量化关系。试验结果表明:当拉应力大于308 MPa时,H_p(y)相对于弹性阶段磁信号发生反转现象;根据梯度最大值K_(max)的极大值可准确判定试件是否进入塑性阶段;梯度最大值的算术平均值K_(max)~(avg)随应力变化的3个阶段分别对应力-位移曲线的弹性阶段、塑性阶段和破坏阶段;K_(max)~(avg)值和断裂处H_p(y)值均可反映试件的损伤程度;梯度指数ξ值可表征试件的应力状态。分析结果表明:Jiles-Atherton模型可解释磁信号的反转现象;感应磁场模型可定性解释试件断裂处的磁信号变化原因,与试验结果一致。该研究为利用磁记忆检测技术进行应力表征提供了一种有效方法。     

基于磁记忆的受弯钢梁力-磁效应试验

建筑钢结构磁记忆检测技术的关键问题是确定磁记忆信号与内应力之间的关系。由于应力与应变是一一对应关系,故本文通过研究磁记忆信号与应变的关系,得到其与应力之间的关系。分析表明:钢梁下翼缘表面法向漏磁场强度与拉应变有着一定的关系,不论是处于弹性阶段,还是塑性阶段,磁记忆信号曲线变化与其应变变化趋势表现一致,磁记忆信号曲线可以反映应变的变化状态。钢梁腹板表面磁记忆信号与其水平压应力之间呈线性关系,无明显的拐点;但不同钢梁试件在相同应变下磁记忆信号强度存在差值,目前仅能作出定性评判。