金属磁记忆检测技术研究新进展与关键问题

金属磁记忆检测技术是一种适用于铁磁材料的新兴的无损检测技术,主要优势在于无需外加激励磁场源,即在天然地磁场的激励作用下,通过测量材料表面的漏磁信号,就能够对铁磁构件的早期损伤进行检测,避免结构或构件发生突然的脆性破坏。针对近10余年金属磁记忆检测技术的研究现状,概述了该技术的理论基础,总结了该技术理论研究、试验研究以及工程应用新进展,探讨了磁记忆检测技术的损伤评判准则,分析了影响磁记忆检测信号的因素,基于此,提出了磁记忆检测技术目前存在的问题和未来的研究发展方向。      

铁磁试件应力磁化过程中的磁化反转效应

在反复加载-卸载条件下,测量了35号冷轧钢试件在不同的最大拉应力作用下试件表面某确定点漏磁场随拉应力的对应关系,并进行了讨论和分析。建立了两种应力磁效应的数学模型,即应力磁化反转效应的应力等效磁场模型和应力磁化反转效应的磁导率模型。理论模型都能很好地反映应力磁化耦合的反转现象,和试验数据基本一致。理论模型的建立进一步证明了金属磁记忆定量检测的可能性。     

基于金属磁记忆的钻具无损评价技术

石油钻具在钻井作业中,要承受拉、扭、压弯等多种应力作用,同时受到泥浆的冲刷和腐蚀,服役条件十分苛刻。为了提高生产安全效率,对钻具的损伤情况和预期寿命有必要做认真检测。基于金属磁记忆检测技术,提出一种适合钻井现场使用的钻具适用性评价方法,用以评价在役钻具的使用状况,检测出不能继续使用的钻具,从而有效避免井下钻具事故的发生...     

金属磁记忆信号关联维数与应力关系

为了研究铁磁性材料金属磁记忆信号与其内部机械应力之间的关系,应用小波分析技术,将金属磁记忆信号分解为大尺度逼近和细节分量两个部分,然后计算其细节分量的关联维数,并考察机械应力与关联维数变化之间的关系.结果表明,随着机械应力的增加,磁记忆信号关联维数降低.     

40Cr钢应力磁化过程中的磁化反转特征

金属磁记忆检测技术是一种可早期检测铁磁构件应力集中程度的新方法,但进一步定量评价和广泛应用的瓶颈问题是复杂的应力磁化反转特征.对40Cr钢圆棒试件在不同最大拉力下进行反复加载-卸载拉伸试验,测定试件表面某确定点处漏磁场与拉应力的关系.试验结果表明,当试件处于弹性变形阶段时,漏磁场强度与拉应力的变化规律为线性关系;当试件受力超过屈服强度时,漏磁场强度与拉应力的变化规律变为折线,表现为先减小后增大再减小的应力磁化反转现象.随着最大拉力的增大,应力磁化反转极值点位置向较高拉应力方向移动,漏磁场强度最大变化量△Bmax也逐渐增大.     

拉压不同应力对磁记忆信号的影响及机理

通过对Q235钢退磁试件的拉伸、压缩试验,利用磁记忆在线监测系统实时跟踪记录了不同拉压应力作用下试件表面的磁信号变化特征. 结果表明:拉伸载荷对合成磁场的影响是先减小后增加的,在接近材料屈服强度的0.3倍左右后趋于稳定不变;而压应力引起的合成磁场初期快速下降,之后处于上下波动变化. 通过引入拉压应力所产生的不同应力退磁项,对J-A磁机械效应模型进行了改进,模拟结果与试验数据具有较好的的一致性,可用于拉压不同应力致磁机理的理论解释.     

疲劳载荷下金属材料的磁记忆信号特征

设计拉伸疲劳试验,研究了疲劳载荷下磁信号暂时到达的稳定状态的特点以及疲劳过程中磁信号的分布、变化情况,并结合改进的J-A理论进行分析和讨论.结果显示:磁信号暂时到达的稳定状态在一个循环周期内沿环线变化,并且环线随循环载荷类型不同而变化,说明用改进的J-A理论描述磁记忆现象合理;疲劳过程中磁信号分三个阶段变化,这个特征由改进的J-A模型中描述磁畴壁运动所受阻碍的参数(ξ″)随疲劳损伤发展的变化规律解释;磁信号在缺陷附近呈\     

含小孔铁磁平板单向拉伸的漏磁场和应力分布

 研究了含小孔铁磁平板单向拉伸时应力集中状况与漏磁场分布的关系。测量了在不同拉应力作用条件下漏磁场分布的规律。对漏磁场的分布关系、漏磁场坐标变化率的分布规律,与理论上应力、应力坐标变化率的分布关系进行了比较和分析,发现存在很有应用价值和理论价值的内在规律,可为铁磁试件应力集中程度的磁性方法检测提供借鉴作用。     

基于磁记忆检测的桥钢箱梁翼缘损伤状态力磁关系

金属磁记忆检测技术由于其能够快速便捷的对铁磁性构件的损伤进行识别,且被认为具有识别隐性损伤的能力,而被广泛研究。为推进金属磁记忆检测技术在桥钢箱梁损伤检测方面的应用,对桥钢箱梁进行了静力受弯试验,提取其变形最严重的上翼缘磁信号分布,建立了损伤区域力与磁信号和磁信号梯度的关系曲线,并提出用磁场梯度指数来表征钢梁的受力和损伤状态。结果表明:上翼缘磁信号曲线与应力变化形态正好相反,磁信号曲线在进入塑性后发生反转变为负值,且随应力变化的速度增快,可以判断构件进入塑性状态,即将发生损伤;磁场梯度曲线在损伤最严重的区域出现最大值,且随着荷载的增大,磁梯度最大值点不断向钢梁中间移动,由此可以进行破坏状态的预警;磁场梯度与应力关系曲线可将构件整个受力过程明显的区分为初始、屈服、塑性、损伤4个状态;可以用磁场梯度指数来进行构件受力状态与损伤状态的表征。该研究可为金属磁记忆检测技术在桥钢箱梁损伤状态的定量评估和预警方面的应用提供依据和参考。      

基于磁特性的铁磁材料疲劳寿命的预测

研究了铁磁材料在疲劳过程中磁导率的变化与疲劳寿命间的对应关系，建立了预测疲劳寿命的人工神经网络模型，它可用于估算材料的疲劳损伤程度，预测材料的疲劳寿命。     

不同应力状态下孔隙结构特征对土-水特征曲线的影响

针对传统土-水特征曲线测试仪无法实现荷载作用的不足,研制吸力控制式三轴试验装置,开展不同应力状态作用下土-水特征曲线试验,讨论应力状态对孔隙特征的作用.结果表明,固结压力和基质吸力均能使土体产生不可逆的收缩变形.固结压力越大,土颗粒就越紧密,孔隙比越小,孔隙尺寸和数量越小,渗透性越差,表现出较好的持水能力,空气难以进入土体,土体排水困难,导致进气值增大和减湿率减小.土-水特征曲线与孔隙结构特征的关系紧密,与应力状态无直接关系.固结压力对土-水特征曲线的影响是通过改变孔隙结构特征来体现的.孔隙结构特征相近时,应力状态对其土-水特征曲线不会产生影响.     

典型受载铁磁构件的数值模拟和磁特性

研究了铁磁构件在受载状态下表面产生漏磁的磁记忆现象,对含小孔平板进行了有限元分析,实测了受拉伸载荷时的漏磁场值.结果表明,应力集中对构件的磁特性有显著影响,在应力引起的小范围塑性变形区域存在有效的磁记忆信号,采用磁记忆方法对设备承载铁磁构件由应力集中造成的早期损伤进行检测是可行的.     

钢管漏磁探伤的新方法

介绍了一种新开发的“探头固定”／钢管螺旋前进“的钢管漏磁探伤技术,分析了它与传统漏磁探伤方式的差异和优劣,探伤实验的结果表明,这种钢管漏磁探伤方法是可行并适合国情的。     

Long-term outcomes of memory retrieval under stress.

Previous studies have found impairing effects of stress hormones on memory retrieval. So far, it is unknown whether these impairments are temporary, persistent throughout time, or whether the strength of the memory trace changes after retrieval because of the effects of stress hormones on memory processes during retrieval. In the present study, delayed cued recall (6 months after initial learning) was compared between male participants who had retrieved previously learned word pairs during stress or a control condition. Retrieval (with or without stress) had taken place either 1 day or 5 weeks after initial encoding. The group that had retrieved words under stress 5 weeks after encoding performed worse on long-term recall than the comparable control group. However, when words were retrieved under stress 1 day after encoding, no long-term effect was found, although performance at 6 months in relation to performance under stress was slightly increased compared to the control group. These results support previous findings in animals that stress may affect memory during reactivation. It further suggests that time intervals between encoding and reactivation may play an important role. (PsycINFO Database Record (c) 2010 APA, all rights reserved)     

不同应力状态下带钢的破鳞机理

利用自主设计的拉矫机对热轧带钢进行不同应力状态的破鳞试验,采用金相显微镜、扫描电镜和能谱分析对破鳞前后氧化皮的表面和界面进行分析,研究了带钢不同应力状态下的破鳞机理.试验结果表明,随着拉应力和压应力的增大,氧化皮全剥落率不断增大,并逐渐趋于稳定,且压应力的破鳞效果强于拉应力;拉应力作用下氧化皮以分层剥落为主,外层Fe3O4发生剥落,内层FeO仅在缺陷处发生少量剥落;而压应力作用下氧化皮以全剥落为主,临界弯曲应力随剥落量的增大而增大.