一种考虑微观结构的磁声发射理论模型

磁声发射是评价铁磁性材料力学性能的一种重要无损检测方法,然而鲜见磁声发射理论/数值模型的报道。本文提出了一种考虑微观结构(位错密度、晶粒尺寸)的磁声发射理论模型。通过数值计算,研究了磁化结构参数和微观结构参数对磁声发射信号包络的影响。之后,重点对磁声发射理论模型的合理性进行了验证。基于不同硬度试件上测得的磁声发射信号,利用遗传算法对理论模型中的动态磁滞参数和磁化结构参数进行了反演。结果发现,在反演参数下理论模型计算得到的磁声发射信号与实验信号吻合较好,且关键磁滞参数的反演值与理论值最大误差小于15%。因此,提出的理论模型可用于磁声发射信号的预测。

磁声发射信号样本熵特征量的应力检测方法研究

为解决在应力检测中传统磁声发射(magnetic acoustic emission,MAE)特征量易受噪声干扰的问题,提出基于磁声发射信号样本熵特征量的应力检测方法。在研究Q235钢试样在0~400 MPa拉伸应力状态下磁声发射信号中样本熵变化规律的基础上,分析励磁强度、嵌入维数、容限系数对磁声发射信号样本熵特征量的影响规律。结果表明磁声发射信号样本熵特征量与应力具有良好的对应关系,并且相较于传统时域特征量(峰峰值和均方根值),样本熵值的波动性指标分别下降89%和33%,在所选励磁条件下由样本熵值计算得到的应力值和实际应力值平均误差仅为8.5%,其受噪声干扰较小且一致性更好,更适合应用于铁磁性材料的应力检测。

基于多尺度散布熵的磁声发射信号特征识别方法

在工程中对设备进行应力检测和微损伤检测时,采集磁声发射信号易受噪声干扰,同时其特征的提取也存在困难,为此,将变分模态分解与散布熵相结合,提出了一种基于自适应多尺度散布熵的磁声发射(MAE)信号特征识别方法。首先,设计搭建了检测实验平台,采集了Q345钢静载拉伸实验中0 MPa~400 MPa应力状态下的MAE信号;然后,采用变分模态分解方法,对磁声发射信号进行了自适应分解,生成了一系列从低频到高频分布的本征模态函数(IMF)分量;其次,计算了每个本征模态函数分量的散布熵值,构建了MAE信号的特征向量矩阵;最后,将特征向量矩阵输入到基于支持向量机建立的识别分类模型中,进行了信号的训练和识别。研究结果表明:使用基于自适应多尺度散布熵的磁声发射(MAE)信号特征识别方法,能够自适应地实现MAE信号的多尺度化目的,并且准确地识别出不同应力状态下的信号特征,分类识别准确率高达95.3704%,验证了该方法的有效性;说明基于自适应多尺度散布熵和多分类支持向量机的信号特征识别方法能够快速且有效地识别不同应力状态,在信号特征识别方面具有较好的应用潜力。

基于FPGA和LabVIEW的磁声发射应力检测系统设计

磁声发射(Magnetoacoustic emission,MAE)是一种应力检测的有效方法,针对传统检测仪器设计参数固定,灵活性较差的问题,结合FPGA(现场可编辑逻辑门阵列)和LabVIEW设计了参数可调的磁声发射应力检测系统。其中,FPGA负责激励信号产生波形,并将接收到的AD转换数据发送至上位机进行处理。设计的LabVIEW上位机程序负责信号接收、数据处理和存储。试验结果表明,所设计的检测系统简单可靠,集成度高,能够灵活调整激励信号,满足应力检测的需求。

磁声发射在钢轨性能无损检测中的应用研究

根据磁声发射（ＭＡＥ）强度与应力的依从关系，对退火钢轨进行了应力标定，并测量了Ｕ７４新轨的残余应力。又根据ＭＡＥ强度随材料相对疲劳度的变化规律，探讨了用ＭＡＥ法估测钢轨剩余寿命的可行性。

钻杆残余应力的磁声发射检测方法研究

阐述了MAE法应力检测机理及MAE检测系统的组成,并通过对磁声发射检测系统中磁化器磁化能力和磁化深度的试验,验证了采用50Hz交流调压器对钻杆进行磁化的可行性;详细分析了拉应力状态下钻杆材料的磁声发射信号特征,提出了采用信号强度相对变化幅度来反映应力改变情况,即通过试验拟合方程来评定应力水平的方法。

拉应力对磁畴壁运动及磁声发射行为的影响

本文观察了晶粒取向3%Si-Fe在外加拉应力和磁场作用下,磁畴壁的运动及声发射强度(MAE)变化的一些现象.当应力较小时,MAE(RN)随应力变化较复杂,在大应力下,MAE(RN)显著降低.在硅钢片中,磁畴结构随拉应力的变化特性与产生的MAE有良好的对应性.取向纵向硅钢片沿轧向磁化时,180°条状畴会随场强变化而在某位置附近左右转动.磁畴受拉应力时产生分裂,其分裂速度是不连续的.当σ>200MPa时,条状畴似乎又有一定程度的宽化.

静载拉伸和低周疲劳下Q235钢磁声发射特性

为揭示应力与磁声发射的关系以及明确磁声发射与铁磁性金属材料疲劳状态的关系,建立Q235钢静载拉伸的力-磁耦合模型和低周疲劳寿命模型,开展磁声发射的应用与理论研究。从有限元仿真的角度分析静载拉伸下磁声发射信号产生机理,根据低周疲劳仿真结果设计磁声发射低周疲劳试验。通过自行搭建的试验平台,验证建立的静载拉伸模型和低周疲劳模型,研究静态拉伸和低周疲劳两种状态下的磁声发射信号规律。结果表明:在静载拉伸下,在弹性范围内磁导率随着拉应力的增大呈现出线性增大的趋势,导致试件上的损耗增大,同时磁声发射信号变弱,磁声发射信号的均方根电压和包络面积呈下降趋势;在低周疲劳下,Q235钢低周疲劳寿命可以通过Smith-Watson-Topper模型进行预测,且Q235钢磁声发射信号的振幅、脉冲计数特征参数随着循环周次的增大也呈现出下降的趋势;研究成果明确了应力对磁声发射的影响以及疲劳状态对磁声发射的影响,为磁声发射的特征提取与模式识别提供了理论参考依据。

应力对材料磁声发射频谱特征的影响

通过对Ａ＿３钢、４５钢在不同应力条件下产生的磁声发射信号的强度分析，得出了磁化场、材料中所受应力及材料内的组织结构等对材料磁声发射强度影响的规律。当试样分别处在拉、压应力状态下时，通过对磁声发射信号进行频谱分析，从中找出了利用磁声发射方法测量应力时鉴别应力正负值的新方法。

平面应力状态的磁声发射效应与强度分布

本文研究了宽板试样拉伸时磁化场方向对磁声发射强度的影响，不同方向接收磁声发射强度值的变化，由此提出了确定平面应力的主应力方向的方法，找出了磁声发射信号在平面应力场中以磁化区为中心沿角分布的规律。此外，还测量了应力对磁声发射强度的影响。

磁声发射无损检测方法研究进展

磁声发射法是无损检测领域的一门新学科,具有很大的发展潜力。简要介绍了磁声发射现象及其应力检测机理;从检测系统构成、检测机理分析以及应用3个方面详细阐述了磁声发射检测方法的研究进展;总结了该方法存在的问题以及研究方向。

弯曲应力状态的磁声发射效应

研究了铁磁材料弯曲应力状态下表面产生的应力对磁声发射强度的影响，它比单纯拉伸和压缩应力状态的影响要复杂；通过波形分析发现压应力和拉应力使磁声发射波形的相关函数下降，并且有相似变化规律；通过加载和卸载过程中所得到磁声发射强度的变化规律，可用以评估材料中微观损伤及残余应力。

用磁声发射原理测量钢轨残余应力

根据磁声发射（ＭＡＥ）原理并利用自制的磁化器对退火钢轨进行了室内应力标定，得到用面积法处理的应力与ＭＡＥ强度标定曲线，又据此测量了Ｕ７４６０ｋｇ／ｍ新轨的残余应力。

16Mn钢中残余应力的磁声发射效应

本文研究了16Mn钢磁声发射(MAE)行为随应力的变化规律,制定了利用磁声发射测定应力的一些参数.根据应力与磁声发射参量的一些关系和规律,提出了磁声发射幅值受外加应力影响的表达式,为检测铁磁材料残余应力提供了基础依据.最后测定了焊接板的残余应力.

磁声发射检测技术研究进展

磁声发射(MAE,Magneto Acoustic Emission)对材料的应力、塑性变形、热处理、疲劳及蠕变状态等都非常敏感,是一种非常有潜力的无损检测技术。介绍了MAE的信号特征和产生机制,综述了国内外MAE技术的研究现状及取得的主要研究成果,分析了MAE技术存在的一些问题,并对MAE技术的发展方向和应用前景进行了预测。

利用磁声发射法对钢铁件微观损伤与残余应力的研究

本文通过４５钢和Ｔ１０钢在不同组织及应力状态下，磁声发射信号的强度、幅值和脉宽分布等特性的研究，表明了磁声发射特性的变化与材料内部应力状态有关，利用磁声发射可以无损地检测钢铁材料服役中出现的微观损伤和残余应力，避免在役工件的意外事故发生。

磁声发射测量轨道钢试样的表面应力

运用三点弯曲法在试样表面形成应力，以模拟钢轨的受力状态．采用双电压、双中心频率的声发射探头的能量计数比值，可以显示出良好的应力相关性，并且建立了拉、压应力状态下的线性回归公式，为钢轨的应力检测提供依据．

磁声发射测定应力模型及计算方法

从理论上推导出了磁声发射(MAE)幅值与应力的关系模型,测量了16Mn钢焊接板材中的应力分布,根据标定曲线拟合测定应力的EN—σ实验表达式,它与理论模型有很好的对应性。

横向拉应力对晶粒取向Si－Fe的磁畴结构及磁声发射强度的影响

观察了晶粒取向３％Ｓｉ－Ｆｅ在横向磁化场及横向拉应力作用下，磁畴结构和磁声发射强度的变化。在横向拉应力下，横向条状畴形成并增长。应力增大，横向条状畴碎化形成点状畴结构。磁畴与磁声发射强度变化相对应，揭示了磁场发射强度受横向拉应力影响的实质。