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。     

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。     

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。     

金属材料拉伸损伤的磁记忆表征

研究了18CrNi4A平板试样在不同拉仲载荷水平下磁记忆信号的变化规律,探讨磁记忆信号及其梯度的绝对值k与应力水平、应力集中程度间的定量关系。结果表明,利用各加载载荷下磁记忆信号减去未加载时磁记忆信号后的曲线过零点,以及Hp（y）曲线梯度的kmax位置,均可对试件应力集中位置进行有效判定,且梯度k与应力大小呈阶梯增长关系;在检测路径上,信号呈线性关系,随着拉伸应力的变大,直线的斜率在损伤各阶段呈先缓慢增加随后指数增长直至屈服,随后曲线斜率下降,直到断裂后磁信号发生激变规律性变化。     

铁磁材料磁记忆信号与切口宽度的相关性

为探索裂纹宽度与磁记忆信号之间的关系,以45CrNiMoVA钢为试验材料,对具有不同预置切口宽度的试件进行静载拉伸试验,并采用磁记忆检测仪检测试件表面的磁记忆信号,研究了不同外加载荷下试件表面磁记忆信号的变化,并对各预置切口位置处磁记忆信号梯度变化进行分析。结果表明:随着外加载荷的增加,试件表面磁记忆信号不断增强,矩形槽位置处磁记忆信号梯度变化加剧,磁记忆信号梯度值随外加载荷的增加而单调增大;外加载荷值相同时,磁记忆信号梯度随裂纹宽度先减小后增大,而非简单的线性关系。     

承压构件缺陷磁记忆检测信号的量化分析

将金属磁记忆检测技术应用于含埋藏缺陷承压构件的检测中,将承压构件简化为平板结构,对平板试件进行单向拉伸的有限元模拟试验,分析了不同裂纹尺寸和载荷对检测信号的影响以及构件焊缝缺陷磁记忆信号的变化规律,得到了磁记忆信号特征参数与缺陷的关系。结合磁记忆检测试验,对磁记忆信号特征参数与缺陷参数、加载结果进行了量化分析。试验结果表明,磁记忆信号可以对承压构件缺陷进行有效表征,并可以对裂纹扩展趋势进行预测。研究为金属磁记忆检测技术在承压构件检测中的应用提供了理论支持。     

基于有限元分析的磁记忆关联模型试验

利用万能试验压力机进行拉伸试验,使用应变检测仪与磁记忆检测仪检测拉伸试件应力及磁记忆信号;基于拉伸试件的ANSYS有限元分析结果,分析了磁场强度Hp信号过零点与磁场梯度特征值,判断应力集中情况,确定了Q245R钢等六种材料拉伸试件应力集中磁场梯度预警值;综合应变检测、仿真模拟结果与磁场梯度预警值,建立了六种材料磁记忆检测的应力磁场梯度关联模型。     

磁记忆对45号钢回火效果及力学性能的评估

研究了回火温度对45号钢磁记忆信号及其力学性能的影响,记录回火钢拉伸过程的各阶段磁记忆信号表征,建立磁记忆信号与力学性能参数的关系,阐明不同回火试件拉伸过程磁记忆信号变化机理。结果表明,磁记忆作为一种新兴无损检测方法能够快速、有效的评价回火效果,并能对回火钢拉伸过程各阶段的损伤程度进行判断。     

热处理与应力集中对Q345R钢磁记忆检测结果的影响

通过磁学分析和磁记忆检测,研究了应力集中和去应力热处理对磁记忆检测结果的影响。结果表明:热处理前,应力集中和缺陷尺寸共同影响磁记忆信号的变化;缺陷引起磁记忆信号发生明显变化,并且磁记忆信号随着缺陷尺寸的增加表现出线性增加的规律。试样经过去应力热处理后,磁记忆信号明显削弱,难以反应出缺陷的位置。在外载荷作用下,磁记忆信号随着外加载荷的增加呈现出指数递增的变化规律。因此,应用磁记忆检测技术进行无损检测应充分考虑被测对象热处理状态和外加载荷的影响。并且,金属磁记忆检测结果可以用来验证去应力热处理的效果。     

低碳钢20g金属磁记忆信号屈服特性研究

为研究低碳钢拉伸磁记忆信号的屈服特性,以20g为研究对象,采用电测法和金属磁记忆检测法实现了单点的磁记忆信号变化规律研究,首次实现了磁信号与屈服对应关系的研究。结果表明:拉伸磁记忆信号对局部屈服的位置十分敏感,磁畸变是局部屈服发生的直接表征和独有现象,二者具有一一对应的关系;金属磁记忆检测法对诊断屈服具有独特的诊断功效,该结论对诊断工程屈服问题具有重大意义。     

铁磁材料磁记忆检测微观机理研究

对含中心圆孔的Q235平板试样进行静拉伸试验和磁畴组织观察,研究应力集中区和非应力集中区若干测量点处的磁记忆信号和磁畴组织的变化规律.结果表明:随着载荷的增加,磁记忆信号变化幅度增大,局部变形断裂阶段的磁记忆信号幅值小于强化阶段的信号幅值;应力集中区和非应力集中区测量点处的磁记忆信号变化趋势相似,在强化阶段磁记忆信号幅...     

基于磁记忆技术的热处理回火温度检测

研究了45钢圆棒状试样在不同回火条件下的力学性能、磁记忆信号空间分布及其斜率随应力的变化关系,建立了基于磁记忆信号分布梯度|k|和特征磁记忆参量的回火工艺质量和材料性能的检测模型。结果表明,在弹性应力范围内,拉伸磁记忆参量(D)、磁记忆信号梯度都与回火温度具有近似线性关系。利用拉伸磁记忆参量和磁信号分布梯度的平均值,采用多参量综合判定方法,可实现对材料回火温度的准确测定,进而实现对材料力学性能的精确评价。     

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。     

磁记忆检测技术对焊缝强度匹配检测研究

为快速准确检测钢材焊缝质量的力学性能,结合磁记忆检测机理,试验探索了磁记忆检测技术对焊缝质量强度匹配的检测方法。对不同材料焊接试件进行拉伸试验、磁信号测量和射线检测分析,研究了拉伸过程中磁记忆信号变化规律与焊件不同材料强度匹配之间的关系。结果表明,不同材料匹配的良好焊接构件具有不同的力学性能和磁记忆特征,匹配状况、力学性能和磁记忆信号特征具有内在的联系,其焊接强度和断裂位置与材料匹配状况有关。依据金属磁记忆检测技术的基本原理,以焊接强度为宏观特征,采用不同应力作用下的磁信号梯度信息和平均磁信号信息为检测参量,运用双参数信息融合技术,可以有效判断焊缝构件的强度匹配问题。     

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...     

磁记忆技术在焊缝缺陷检测中的量化研究

为解决磁记忆技术不能定量分析焊缝缺陷的问题,本文针对Q345R钢焊板试件,测取了沿焊缝方向和垂直焊缝方向的2种磁记忆信号,分析焊缝裂纹长度与深度对磁记忆信号的影响,建立焊缝裂纹尺寸与磁记忆信号间的量化关系。探索并提出了利用组合测量路线进行焊缝裂纹量化识别的新途径。结果说明,2条测量路线检测得到的磁记忆信号均存在明显的焊缝裂纹定位特征,但单独1条测量路线的磁记忆信号是不能反映裂纹的全部尺寸信息的,需综合沿焊缝方向和垂直焊缝方向磁记忆信号进行焊缝裂纹尺寸的量化识别。此外,本文还用BP神经网络方法对此课题进行了深入研究,结果表明BP神经网络可以实现焊缝裂纹尺寸的量化评价。     

基于金属磁记忆法的焊接缺陷特征值提取

研究了磁记忆检测技术在焊缝检测中的应用情况。采集了有缺陷和无缺陷试件分别在无应力作用下和加载后的磁记忆信号,并进行对比分析。以小波包变换为理论基础,对磁记忆信号进行小波包分解和小波包能量谱特征分析。试验证明,采用磁记忆信号的能量集中位置来判断缺陷的区域是可行的。     

静载拉伸过程中Q235钢屈服行为与磁畸变关系研究

为研究屈服过程中磁记忆信号异常变化(磁畸变)产生及扩展的规律,对Q235无缺陷试样进行静载拉伸试验,在不同阶段进行应变测量和磁记忆信号检测,可精确捕捉各应变监测点发生屈服的临界时刻和位置,并在各监测点屈服时停机卸载进行磁记忆信号测量,实现了屈服和磁畸变对应关系的研究。结果表明:磁畸变仅发生在屈服阶段,磁畸变与屈服具有一一对应关系;均匀变形引起磁正常波动,不均匀变形引起磁畸变;磁记忆信号对屈服非常敏感,使采用磁记忆定量评价局部屈服问题成为可能。     

静载拉伸下20号钢磁记忆检测二维信号试验

以铁磁材料20号钢平板拉伸试样为试验对象,在地磁场环境下试验了拉应力对试件表面磁记忆二维信号的影响。结果表明随着静载荷逐渐增大,试件表面磁记忆二维信号出现先增大后减小再增大的现象,并且在圆孔附近出现法向信号过零点、切向信号出现极大值的现象。此外,还对检测结果进行多特征量的分析,为现有的单一角度评判标准提供了更多地分析角度。     

金属磁记忆技术用于去应力退火评估的可行性研究

本文基于磁致伸缩效应的新型金属磁记忆无损检测技术,利用金属磁记忆信号与应力大小严格的对应关系,对金属磁记忆检测技术用于去应力退火进行评估,进行可行性研究.通过研究分析发现,金属磁记忆信号与45钢的去应力退火程度有一致的单调性,通过检测金属磁记忆信号磁场的强度,可实现对去应力退火工艺的评估.