初始磁化状态对磁记忆信号的影响

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,但初始磁化状态对磁记忆信号的影响却非常的复杂。在理论分析上,基于接近原理和理论公式,解释了在应力的作用下,试件的初始磁化状态是一个不断向无滞后磁化状态靠近的过程,而无滞后磁化状态却一直随着应力的变化而变化;为了验证理论分析,对3种不同初始磁化状态下的Q235钢试件进行静载拉伸试验,结果表明:初始磁化状态对决定构件最后的磁化状态有着关键性的影响。因此金属磁记忆检测技术被用于定量检测时,被检测构件的初始磁化状态不可忽略。

外应力对铁磁/反铁磁体系初始磁化状态和磁化行为的影响

采用能量极小原理和数学解析推导,我们得出了铁磁/反铁磁体系由单稳态过渡到双稳态时的临界应力与外应力方向之间的函数表达式.这个表达式可以帮助我们根据体系的物理参数来判断体系处于单稳态还是双稳态,有助于我们分析体系的磁化反转和交换偏置行为.此外,我们也分析了体系处于双稳态时,外应力对铁磁/反铁磁体系磁化行为的影响,推导出了磁滞回线中转换场满足的物理方程,有关结论有助于我们利用数学解析方法分析交换偏置中的应力问题.

铁磁材料漏磁信号对拉伸应力的响应研究

·铁磁材料不同初始磁化状态对应力磁测有较大影响,因此需要被克服以提高磁测结果的鲁棒性。通过力磁耦合理论分析,适当地增大外加磁场强度H0能使铁磁材料初始磁化状态稳定且可控;同时,应力致磁化曲线上升段被稳定地约束在远小于一般工作荷载的40MPa以内,其下降段随应力的增大呈现出近乎线性的变化规律。基于此,为明晰铁磁材料漏磁信号对拉伸应力σ_(t)的响应,进行了有多处截面几何宽度突变的Q235低碳钢板试件的单轴拉伸力磁耦合试验。通过有限元应力分析获得了不同荷载作用下试件的应力分布状态,进而分析了外加磁场强度H0和拉伸应力σt对漏磁信号法向分量Hp(z)的影响。研究结果表明:通过局部增强H0,在铁磁试件受检部位形成较为可控且稳定的局部磁通回路,能有效地克服金属磁记忆中铁磁试件初始磁化状态随机且多变、检测信号微弱和信噪比低等问题。引入影响系数φ综合反映σ_(t)对特征参数峰-峰振幅S(z)p-p的关联影响,在0 MPa≤σ_(t)≤168 MPa范围内,随着σt的增大,系数φ最大增加了18.4%。