碳素钢在不同应力作用下的漏磁场分布特征

选取45#钢平板缺口试样进行拉伸实验,在线测量各组试样在不同拉伸载荷时的试样表面漏磁场分布;同时利用ANSYS有限元分析软件对各组试样在不同拉伸载荷下的应力分布进行有限元分析,并提取应力分布结果.分析了试样表面漏磁场分布与应力分布之间的关系以及应力对磁记忆信号的影响;在磁记忆特征值提取方面,利用传统的磁场梯度K值可以有效检验应力集中部位,同时本文提出一种新的基于磁记忆信号能量的检测特征值,实验证明可以通过此特征值对试样的安全性做出检测及评估.

磁记忆检测力磁效应的有限元分析

本研究利用ANSYS软件建立了20钢小孔平板试样的三维有限元模型,结合力-磁耦合模型,利用间接法顺序耦合方式进行了金属磁记忆力磁效应的数值仿真,分析得出了带孔平板表面磁场强度法向分量出现过零点、切向分量出现峰值,当应力逐渐增大,这种现象越来越明显。本研究还对特征值磁场强度法向分量梯度K值与二维李萨如图作了分析,得出法向分量梯度K值和应力集中具有很强的相关性,二维李萨如图出现封闭区域,该区域的面积与应力大小并非简单的线性关系。

铁磁构件残余寿命评估方法

为研究磁记忆检测技术评估铁磁材料早期损伤的可行性,以磁记忆检测技术为手段,对40Cr钢三点弯曲SE(B)试样进行了常温疲劳裂纹扩展试验,分别测量了试样在相同载荷条件下不同循环周次N时的磁场数据。定义了一种新的磁记忆特征参量,分析并探讨了疲劳裂纹扩展过程中该特征参量的阶段性特征,结果表明该特征参量较传统的磁记忆特征参量变化明显。通过分析磁记忆信号与裂纹扩展寿命、累积疲劳损伤之间的关系,建立了基于磁记忆信号的损伤参量模型,利用该模型可以很好地评估材料的残余寿命,可为磁记忆检测技术在铁磁性材料早期损伤以及残余寿命评估方面的应用提供借鉴作用。

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。

紧凑拉伸试样应力场仿真与磁记忆效应分析

利用ANSYS有限元仿真,对30CrMnSiNi2A钢二维预制裂纹的紧凑拉伸疲劳试样进行模拟分析。仿真得到了裂纹尖端附近的应力强度因子K和J积分值,及其应力场分布情况。发现两个积分值的曲线能较好地反映材料的受力情况。然后通过疲劳试验,测量了试件相应部位的磁记忆信号,得出的试验结果与仿真分析结论较为符合。有效地证明了磁记忆信号能较好地反映工件的应力分布状态,可为磁记忆检测的实际工程应用提供技术支撑。