基于金属磁记忆的弯曲工字钢梁的力-磁效应

目前,基于金属磁记忆检测技术的受力状态表征及损伤评估应用广泛,但在受弯构件的检测中,弯曲长度及荷载作用位置对检测结果的影响尚不明确。为研究受弯构件的力-磁效应,本工作基于四点弯曲工字钢梁的磁记忆检测,采用考虑初始平面外弯曲和应力与磁化作用角度的力-磁耦合方法,通过COMSOL多物理场仿真软件进行了数值模拟研究,并结合有效场理论分析了钢梁弯曲长度对磁信号的影响,提出了表征损伤及荷载作用位置的磁特征参数。结果表明:检测线磁信号峰-峰值S在钢梁接近屈服状态时显著增大,并在钢梁处于承载能力极限状态时达到最大值;腹板检测线磁信号峰-峰值S_(w)在钢梁屈服和达到最大承载能力时分别随有效段长度的增加呈线性减小和以二次函数的规律减小,而下翼缘检测线磁信号峰-峰值S_(f)在钢梁屈服和达到最大承载能力时均随有效段长度的增加以二次函数的规律减小;根据磁特征参数S_(w)和S_(f)定义了磁损伤指数D和荷载作用系数S_(r),当钢梁所受外加荷载超过其最大承载能力的80%时,可根据D>0.5的特征对钢梁不安全的受力状态进行预警;荷载作用系数S_(r)与钢梁的剪跨比λ近似线性相关,可以表征荷载的作用位置。

基于金属磁记忆检测的正交异性钢桥面板疲劳应力检测

钢箱梁作为被广泛应用的桥梁建设结构,正交异性钢桥面板的连接焊缝多,受到车轮载荷的影响,容易产生疲劳应力和疲劳裂纹,进而可能造成严重安全事故,针对此类涉及正交异性钢桥面板疲劳应力检测的问题,提出了一种基于金属磁记忆检测的正交异性钢桥面板疲劳应力检测方法。首先,通过建立一个金属磁记忆检测系统,实现正交异性钢桥面板的金属磁记忆信号的时域、频域和时频域特征的提取;然后,建立各个信号特征与材料疲劳应力的极限学习机模型;最后,通过极限学习机模型对材料的疲劳应力进行相关估算。结果表明:该系统和极限学习机模型对正交异性钢桥面板的疲劳应力检测是有效的,且疲劳应力估算精度较高。研究结果可作为正交异性钢桥面板应力检测的一种重要技术手段。

金属磁记忆检测技术在双金属复合管道上的探索应用

采用双金属复合管被认为是解决高腐蚀性油气田地面集输管线腐蚀问题的一种相对安全的办法,但目前国内应用过程中存在管道失效及检测难等问题。金属磁记忆检测技术应用于检测埋地双金属复合管,并通过对磁异常危险等级较高位置进行开挖验证,配合测厚和磁饱和-脉冲涡流等无损检测技术,取得了良好的应用效果。检测结果明确了金属磁记忆检测技术在一定程度上可以满足埋地双金属复合管的应力集中程度检测需求,有一定的推广价值。

裂纹对金属磁记忆信号影响的试验研究

为分析构件应力集中区域裂纹对磁记忆信号的影响,分别对Q345钢材有裂纹和无裂纹两类菱形缺陷试件开展逐级加载拉伸试验,采集卸载后试件表面磁记忆信号,通过ABAQUS有限元模拟得出试件卸载后等效残余应力分布,对比分析磁记忆信号分布和演变规律,提取了4个反映磁记忆信号畸变程度的特征参数。结果表明:磁记忆信号可以反映残余应力扩展的演变过程;由于裂纹的存在,磁记忆信号的分布特征会发生改变;对磁记忆信号特征参数定量分析发现,裂纹的存在不会改变磁记忆信号畸变程度随外加荷载变化的整体规律,但是磁记忆信号畸变程度和其随荷载增大的速率都会增加。

机器学习在金属磁记忆检测中的应用与展望

金属磁记忆检测技术(MMMT)能够检测以应力集中为代表的早期损伤,在铁磁性构件损伤检测领域具有广阔的应用前景。由于金属磁记忆检测信号十分微弱并且具有较强的非线性,在实际检测时容易出现漏检或误检。机器学习方法对信号数据集特征分析具有良好的自学习和自适应性能力,较适合金属磁记忆检测信号的分析与处理。对机器学习技术在金属磁记忆检测中的应用进行了综述,讨论了金属磁记忆信号传统特征提取方法的特点,分析了机器学习在金属磁记忆检测中的特征提取、定量识别及剩余寿命预测等方面的研究现状,指出了机器学习在金属磁记忆检测领域的难点问题,并对其发展方向进行了展望。

金属磁记忆检测技术研究综述

金属磁记忆(MMM)是一种新兴的无损检测技术,具有在弱磁条件下表征铁磁材料裂纹和应力损伤的显著优势,从而评估构件的可用性。总结了过去十年金属磁记忆领域的研究进展,涵盖了磁机械效应机理、实验研究、损伤评估和影响因素。通过对磁/应力耦合效应的理论研究、影响检测信号的因素、损伤状态的判断标准和缺陷识别等方面的综合分析,总结了金属磁记忆技术的优点和关键问题。另外,总结并展望了未来应重点关注探索铁磁领域的微观尺度、发展磁机械耦合模型等,以拓展金属磁记忆测试在工程领域的实际应用。

金属磁记忆技术对绝缘接头定位检测的应用

由于管道建设历史久远,部分管道存在资料缺失,导致绝缘接头的埋设位置难以确定;本文利用金属磁记忆检测方法,通过检测埋地管道上方地表磁记忆信号变化特征,在不开挖的情况下快速确定了绝缘接头的埋设位置。

金属磁记忆检测技术研究进展

金属磁记忆(MMM)检测技术是利用金属磁记忆效应来检测部件应力集中部位的快速无损检测方法。从机理、应力定量化、缺陷定量化和应用发展4个方面分析其国内外研究现状。结果表明:金属磁记忆检测的理论研究和定量化评价还不够完善,理论建模、损伤判据以及自漏磁信号参数的识别仍处于发展阶段;未来发展方向是利用金属磁记忆检测早期损伤诊断的优势,研究与其他检测方法相结合的综合检测方法。

金属磁记忆(MMM)检测方法

工程中常采用无损检测的方法检测设备与构件中的缺陷,但传统的NDT检测方法却无法对金属进行早期诊断。金属磁记忆(MMM)技术可准确探测出被测对象上以应力集中区为特征的危险部件和部位,是迄今为止对金属部件进行早期诊断惟一行之有效的NDT方法。本文综述金属磁记忆方法的基本检测原理、主要诊断设备、目前国内外研究现状以及该项技术的发展前景。

基于金属磁记忆的管道缺口分析

管道是油气开发作业和运输过程中的重要组成部分。随着油气管道的广泛使用,由缺口引起的管道结构不连续和应力集中现象需要重点关注。金属磁记忆检测是目前较为新颖的无损检测技术,可诊断和检测管道缺口。为研究缺口不同特征对磁记忆信号的影响,基于力磁耦合数值模型,采用有限元方法对X70油气管道不同缺口特征下的磁记忆信号变化进行分析。结果表明:缺口宽度及深度增加都会使磁记忆信号切向分量H(x)的最大值及法向分量H(y)极值的绝对值逐渐增大;磁记忆信号的法向分量H(y)相对于磁记忆信号的切向分量H(x)更加敏感;缺口深度改变对磁记忆信号的影响要大于缺口宽度改变对磁记忆信号的影响。

在用特种设备金属磁记忆信号特征分析

当前,传统无损检测(磁粉、渗透、超声、射线等)方法难以对装备内部的应力集中进行有效的探测,而采用金属磁记忆(MMA)技术可快速准确地发现装备内部的应力集中。但是,因为金属磁记忆技术的发展尚处于起步阶段,所以其在实践中仍然面临着许多的问题。因此,本文的重点是针对这一问题展开了详细论述,供相关人员参考使用。

金属磁记忆方法在压力容器检验中的应用分析

压力容器主要适用于石化工业、能源工业等方面,且展现出的作用效果较为卓越,因为压力容器在具体运行状态下所承受的压力比较大,故而需要每隔一段时间对其开展一次全面的检验,这样可便于及早发现其中存在的安全隐患,对于改善压力容器的工作可靠性、安全性具有积极意义。压力容器存在一定程度的特殊性,在其工作期间势必会出现相应的磨损、裂缝等问题,进而致使内部由于受到较大压力的影响而出现安全事故,压力容器检验工作现如今已经受到了各企业的热切关注。金属磁记忆检测法是一种新型检测方法,且具有无损性,将之用于压力容器检验工作中,可以获得良好的效果,为此,我们将就此展开深入探究。

构件低周疲劳损伤的金属磁记忆检测试验研究

对18CrNi4A钢缺口试件在三级应力水平下进行了低周疲劳试验和磁记忆信号检测,研究应力集中、疲劳损伤及疲劳应力对磁信号的影响规律。结果表明,利用磁信号Hp(y)曲线突变特征和磁信号梯度K曲线异变峰特征可表征试件损伤位置;采用H′p(y)=Hp(y)N-Hp(y)0的磁信号处理方式,磁信号H′p(y)曲线过零点与试件断裂位置重合,处理后的磁信号过零法可更有效的表征试件损伤位置;磁信号梯度Kmax值随疲劳损伤程度的增加而逐渐增加,反映了构件疲劳损伤程度,可表征试件疲劳损伤程度;磁信号与疲劳应力水平存在强烈的相关性,应力水平越大,磁信号值也越大。

基于力磁耦合的金属磁记忆检测机理与仿真

针对金属磁记忆检测技术目前尚不能对微观缺陷进行定量检测的问题,在分析基于力磁耦合的金属磁记忆检测机理的基础上,利用Jiles力磁耦合准则及宛福德的磁性物理学,推导出了磁导率与应力之间的数值关系,并通过ANSYS有限元仿真软件建立了二维力磁耦合模型,研究了微观缺陷深度和宽度对构件表面空间中磁记忆信号的影响规律。仿真结果表明:通过提取磁记忆信号法向分量峰峰值之间的间距可以对微观缺陷的宽度进行定量,提取磁记忆信号法向分量的峰值可以对微观缺陷的深度进行定量。

金属磁记忆技术用于再制造毛坯寿命评估初探

剩余寿命预测是再制造工程的核心内容之一,金属磁记忆技术在再制造毛坯寿命预测领域极具潜力。文中概述了金属磁记忆信号的特征、微观物理检测机制的研究结果,探讨了利用金属磁记忆技术表征疲劳裂纹萌生及扩展寿命的途径和方法,并介绍了该技术在再制造毛坯寿命评估领域的初步应用。

金属磁记忆信号的零点特征

为研究金属磁记忆信号描述应力集中位置的特征,对预制裂纹的拉伸试件施加不同水平的载荷,在每次载荷水平下进行金属磁记忆方法检测,并分析了检测信号过零点特征的变化规律.研究表明：不是所有的应力集中位置都有金属磁记忆检测信号过零点的现象；信号零点位置随着施加载荷的增加向着应力集中位置移动；仅仅用Hp信号过零点作为特征来判断应力集中位置容易产生误判.

金属磁记忆检测技术定量评估构件疲劳损伤研究

对18CrNi4A钢缺口试件在三级应力水平下进行疲劳试验和磁记忆信号检测,研究金属磁记忆信号在疲劳过程中的变化规律和磁记忆检测技术对构件疲劳损伤的定量估评。结果表明:在稳定循环阶段,磁信号随疲劳循环周次增加无显著改变,疲劳裂纹萌生后,磁信号逐渐增加,并在断裂后发生激变;磁信号特征参量Kmax,Hp(y)max,Hp(y)min和Hp(y)sub值与应力水平和疲劳损伤程度存在强烈的相关性,特征参量绝对值随应力水平或疲劳损伤程度的增加而逐渐增加;磁信号特征参量Kmax平均值法可较准确地定量评估构件疲劳损伤,该方法判据为:当m(m=Kmax/KAmaVx)>1,试件存在严重的疲劳损伤。

金属磁记忆技术表征应力集中、残余应力及缺陷的探讨

对应力集中、残余应力及缺陷三者之间的关系进行讨论,举例分析磁记忆信号对不同应力集中程度、疲劳裂纹及残余应力的反映。结果表明:金属磁记忆技术适宜表征铁磁材料存在磁导率急剧变化的位置;磁记忆信号能否表征残余应力还需要进一步的深入研究。

焊接裂纹的金属磁记忆定量化评价研究

针对金属磁记忆检测技术目前尚不能对焊接裂纹进行定量的评价的问题,通过对预制焊接裂纹一阶微分后的金属磁记忆信号进行分析,找出了焊接裂纹存在定位特征,并且建立了微分后的磁记忆信号与焊接裂纹的长度及埋深的定量关系。现场检测表明,利用一次微分后的磁记忆信号的特征,可以比较准确地对焊接裂纹进行定量化评价。

静载拉伸45钢材料的金属磁记忆信号分析

研究了静载拉伸过程中三种规格45钢轴状试件表面法向磁场强度Hp(y)值的变化规律,并对Hp(y)曲线斜率的绝对值|k|与拉应力σ之间的对应关系进行了分析。结果表明:试件规格相同时,|k|-σ的对应关系相同,即弹性范围内,|k|随σ的增加而增大;加载至屈服极限附近时,|k|出现最大值;进入塑性变形阶段后,|k|出现减小的趋势;拉断后,Hp(y)曲线在断口附近发生折转,并在断口两侧出现峰值。试件规格不同时,受载区域长度对|k|-σ关系影响显著,即所受拉应力相同,受载区域的长度增大,|k|减小。