磁記憶檢測力-磁效應(yīng)的數(shù)值模擬及試驗(yàn)研究.pdf

1、本文針對鐵磁構(gòu)件早期診斷的無損檢測新方法——磁記憶方法的力-磁效應(yīng)原理進(jìn)行了研究。以磁性物理學(xué)及鐵磁學(xué)理論為指導(dǎo)，以數(shù)值模擬和試驗(yàn)研究為手段，主要研究了應(yīng)力對試樣表面泄漏磁場的影響，探索了鐵磁材料力-磁效應(yīng)的物理機(jī)制。 根據(jù)磁性物理學(xué)、鐵磁學(xué)和熱力學(xué)理論，分析探討了鐵磁材料內(nèi)部能量變化規(guī)律和力-磁效應(yīng)的磁化模型，并以含圓孔平板試樣為研究對象，建立有限元模型，對鐵磁構(gòu)件力-磁效應(yīng)進(jìn)行了數(shù)值模擬，得出了鐵磁構(gòu)件應(yīng)力集中處泄漏磁場的磁

2、感應(yīng)強(qiáng)度切向分量出現(xiàn)最大值，法向分量有過零的結(jié)果，且該結(jié)果中應(yīng)力集中處磁感應(yīng)強(qiáng)度值分布范圍與真實(shí)試驗(yàn)結(jié)果相符。 以18CrNi4A鋼為研究對象，分別進(jìn)行了含典型缺陷試樣靜拉伸時表面泄漏磁場的在線測量和經(jīng)過不同程度拉伸并卸載后表面泄漏磁場的測量。與此同時，對試樣進(jìn)行了材料非線性應(yīng)力場有限元模擬，并將其數(shù)值計(jì)算結(jié)果與磁場測量結(jié)果進(jìn)行了對比。結(jié)果表明：在各種試樣加載過程中，其人工缺陷部位受載較小時的磁場信號變化較平緩，載荷增大到產(chǎn)生屈

3、服或一定程度塑性變形后的磁場信號則波動劇烈；且對于受載試樣而言，在頸縮時的磁場信號往往會出現(xiàn)躍變的現(xiàn)象。經(jīng)分析認(rèn)為，磁記憶信號的這種變化與材料內(nèi)部微觀組織的狀態(tài)有關(guān)，隨著載荷的增大，所有晶粒都將向著某個穩(wěn)定的取向發(fā)生轉(zhuǎn)動，形成一定的擇優(yōu)取向的結(jié)構(gòu)，由于應(yīng)力集中的影響，使自發(fā)磁化強(qiáng)度的方向偏離了其平均方向，磁疇將發(fā)生轉(zhuǎn)動、移動，使得在此區(qū)域的邊緣也產(chǎn)生了磁荷。 作者還以18CrNi4A鋼圓棒和板件試樣為研究對象進(jìn)行了拉拉疲勞試驗(yàn)和