基于磁導(dǎo)率檢測(cè)技術(shù)的鐵磁試件檢測(cè)試驗(yàn)研究.pdf

1、磁導(dǎo)率檢測(cè)技術(shù)是一種依據(jù)探頭閉合磁路中感應(yīng)電壓與磁通量的變化率成正比的電磁感應(yīng)原理來檢測(cè)試件磁導(dǎo)率變化的評(píng)價(jià)方法。該檢測(cè)技術(shù)不僅可高精度檢測(cè)構(gòu)件某區(qū)域與磁導(dǎo)率相關(guān)的各種變化，如應(yīng)力集中、疲勞損傷、結(jié)構(gòu)相變、老化蛻變等，還能夠檢測(cè)力學(xué)韌性和力學(xué)脆性的轉(zhuǎn)變、檢測(cè)鐵磁材料的馬氏體奧氏體相變、檢測(cè)位錯(cuò)缺陷密度變化、檢測(cè)晶粒晶界的變化等。
　　本文首先介紹了磁導(dǎo)率檢測(cè)技術(shù)的研究背景及國內(nèi)外研究現(xiàn)狀。基于電磁學(xué)、鐵磁學(xué)、金屬物理學(xué)、電磁檢測(cè)、

2、熱處理等多個(gè)學(xué)科知識(shí)，闡述了磁導(dǎo)率檢測(cè)技術(shù)的檢測(cè)機(jī)理；從電磁感應(yīng)原理和磁路歐姆定律出發(fā)，推導(dǎo)分析了磁導(dǎo)率檢測(cè)技術(shù)的檢測(cè)方法和檢測(cè)原理。依據(jù)磁導(dǎo)率檢測(cè)原理，針對(duì)棒狀待檢構(gòu)件設(shè)計(jì)研制一高靈敏檢測(cè)傳感器，研究了檢測(cè)線圈繞線線經(jīng)、繞線線圈匝數(shù)、激勵(lì)電壓對(duì)最佳檢測(cè)頻率和檢測(cè)分辨率的影響。研究發(fā)現(xiàn)，最佳激勵(lì)頻率隨線徑的增加而減少，信號(hào)分辨率隨線徑的增加而增加；繞線匝數(shù)與激勵(lì)最佳頻率無關(guān)，但與信號(hào)分辨率有關(guān)；激勵(lì)電壓對(duì)最佳頻率無影響，但對(duì)信號(hào)分辨力有

3、影響。試驗(yàn)中所用的傳感器參數(shù)為：激勵(lì)線圈和檢測(cè)線圈的線經(jīng)采用0.35mm，線圈纏繞采用激勵(lì)線圈和檢測(cè)線圈疊加的纏繞方式；選用交流電壓源作為激勵(lì)源，最佳激勵(lì)電壓為5V，最佳檢測(cè)頻率為250Hz，選取最佳激勵(lì)線圈和檢測(cè)線圈都為400匝。
　　分別對(duì)Q235鋼、45號(hào)鋼進(jìn)行了拉伸、疲勞試驗(yàn)研究，對(duì)40Cr鋼進(jìn)行了熱處理試驗(yàn)研究。測(cè)量分析了磁導(dǎo)率參量隨拉應(yīng)力、殘余應(yīng)力和熱處理組織之間的變化關(guān)系。在拉伸試驗(yàn)中，研究發(fā)現(xiàn)，Q235鋼絕對(duì)信號(hào)變

4、化量為0.33V，相對(duì)信號(hào)變化量可達(dá)到8％；對(duì)45號(hào)鋼，絕對(duì)信號(hào)變化量為0.3V，相對(duì)信號(hào)變化量可達(dá)到7.6%。檢測(cè)信號(hào)對(duì)拉力殘余應(yīng)力的反應(yīng)非常靈敏，Q235鋼絕對(duì)信號(hào)變化量為0.8V，相對(duì)信號(hào)變化量可達(dá)到20%；對(duì)45號(hào)鋼，絕對(duì)信號(hào)變化量為1.0V，相對(duì)信號(hào)變化量可達(dá)到26%。對(duì)疲勞損傷的檢測(cè)靈敏度較低，在整個(gè)疲勞損傷試驗(yàn)過程中，Q235鋼絕對(duì)信號(hào)變化量為0.13V，相對(duì)信號(hào)變化量可達(dá)到3.3%；對(duì)45號(hào)鋼，絕對(duì)信號(hào)變化量為0.035