金屬磁記憶檢測機理的試驗研究與有限元仿真.pdf

1、本文以磁性物理學、技術磁學等理論為指導，以試驗研究和數(shù)值仿真為手段，研究了不同鐵磁材料在不同載荷下的磁記憶信號分布特征，并將金屬磁記憶技術引入到疲勞損傷與壽命評估領域，探索疲勞損傷的磁記憶表征規(guī)律。
　　根據(jù)應力的磁效應來源于應力的磁導率效應的理論，利用ANSYS有限元轉件對20＃鋼小孔L平板試樣進行了力一磁效應的有限元仿真。提取數(shù)據(jù)并分析了磁場分布規(guī)律及檢測路徑、應力大小對表面漏磁場影響，對磁場強度法向梯度值進行了分析，繪制了法

2、向梯度值的峰值幅度隨應力的變化曲線。結果表明，在應力集中部位磁場強度法向分量過零點，切向分量出現(xiàn)最大值，磁力線在應力的加載過程中發(fā)生了反轉，證明了力磁耦臺模型的適用性。分析還表明，應力集中和漏磁場法向梯度值具有很強的相關性，應力分布決定了漏磁場梯度的分布。
　　以45＃鋼為研究對象，分別對無預制缺陷及帶缺口平板試樣拉伸過程中的磁記憶信號進行了刪量與分析。結果表明，在彈性階段，磁記憶信號較小且分布雜亂，而當應力大于5OOMPa時，磁

3、記憶信號明顯增強。在磁記憶特征值提取方面，利用傳統(tǒng)的磁場梯度極值可以有效的檢驗應力集中部位。同時本文提出一種新的基于磁記憶信號能量的檢刪特征值，實驗證明可以通過此特征值對試樣的安全性做出檢測及評估。
　　對比分析了4i＃鋼與30CrlMnSiNi2A鋼拉伸過程中的磁記憶信號，結果表明，不同的鐵磁材料在應力的作用下，其法向磁場梯度K值峰值變化規(guī)律不同，這與材料的力學性能以及材料的磁學參數(shù)有直接的關系。
　　以40Cr鋼三點彎曲