用磁声法MAE检测钢结构构件应力的机理和应用

分析了磁声发射的产生与接收、磁声发射与磁致伸缩、磁声发射的应力检测机理,应力对磁声发射的影响,磁声发射的检测系统等几个方面.从这些方面说明了用磁声发射来实施应力检测是可行的.证明磁声发射的强度既受外磁场变化影响,又受应力变化影响,并且磁声发射的变化幅度与所受应力大小有一定的关系,据此可为磁声发射检测铁磁材料的应力状态提供依据.但由于磁声发射的强度和施加于构件上应力状态的关系比较复杂,所以结合磁声发射和巴克豪森BN两种方法各自优点的应力检测更比看好.

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。

金属薄板中导波的模态识别和波速测定

按照Lamb波理论,板内导波由多阶对称波和反对称波组成。当波长远大于板厚时,利用经典平板理论对Lamb方程进行简化,此时板内主要有零阶对称波S0和反对称波A0两种模态。认识薄板内声波模态,不仅有助于分析声源性质,提取有效信号,而且可以提高声发射检测中时差定位的准确性。利用PAC公司的Fieldcal标准信号发生器和Nielsen Hsu断铅法作为信号源在0.7 mm薄钢板上进行声波传播实验。通过比较实测波速和理论波速甄别板内的声波模态。实验发现对称波S0实测波速和理论波速比较吻合,而反对称波A0的波速由于频散而较难精确测量。综合两种模态波的波速情况,声发射检测中利用对称波速度进行声源定位计算更加接近薄壁结构声波的传播状况。

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.

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。

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。

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。

利用模态声发射技术监测飞机主结构件的日历损伤

研究了腐蚀特别是点腐蚀过程产生声发射(AE)的源机制及AE信号特点,推导了AE信号幅度与腐蚀深度及频率的关系,并说明该关系对利用AE技术监测腐蚀损伤的意义。论述了利用模态声发射(MAE)技术识别腐蚀AE信号的理论根据,介绍了利用MAE技术对飞机主结构件日历损伤进行评估的方法。基于试验获得的航空用铝合金材料在加速腐蚀过程中的声发射信号与腐蚀损伤的关系对研究材料损伤程度与声发射强度之间的内在联系有重要意义。试验表明,腐蚀能远在被肉眼发现之前即可很方便地用AE仪器检测,利用AE技术探测早期腐蚀、研究腐蚀发展规律、监测和评估腐蚀损伤具有极其良好的应用前景。

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.

巴克豪森应力效应的研究

采用宽板钢铁试样，研究了巴克豪森效应受应力影响的规律，找出了旋转磁化场与各向异性材料的磁化极值方向之间的关系，探讨了测量钢铁件应力的新方法，提出了磁巴克豪森噪声（ＭＢＮ）与磁声发射（ＭＡＥ）技术相结合测量应力可以提高测量精度的观点。

圆锯片适张应力的磁声发射检测

铁磁性材料的磁声发射强度与材料的应力有关.根据这一原理,笔者对一组适张程度不同的65Mn圆锯片进行了磁场发射特性的实验研究,得出了适张应力沿锯片径向分布的磁声发射曲线.根据这一曲线所计算出的应力值与有关资料中的数值相近.文章还介绍了实验仪器和检测方法、磁化器的结构、激磁电压的确定等.

模态声发射——飞机结构无损检测新方法

模态声发射是材料声发射检测的新方法。在模态声发射中 ,声发射波形被高度真实地采样 ,故能顺利解决源定位不准确、信号解释和噪声剔除困难等阻碍声发射推广应用的一些问题。本文介绍了模态声发射检测技术的基本原理、信号特征、噪声剔除和源定位等内容。

磁声发射传感器的研制

磁声发射是铁磁材料在交变磁场作用下产生的应力应变波(弹性波),可做为无损检测内应力的一种新方法。介绍了已研制的磁声发射应力传感器的工作原理、结构及实验结果。