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《北京工业大学》 2009年
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基于疲劳累积损伤的磁记忆效应及工程应用研究

李济民  
【摘要】: 课题来源于国家“十一·五”科技支撑计划课题的子课题,围绕“高周疲劳过程中的磁记忆信号特征”的核心问题,采用金属磁记忆检测方法进行了三种常用铁磁性金属材料(Q235、16MnR和20g)静载拉伸和高周疲劳过程中的磁记忆信号及微观金相特征的研究,对金属磁记忆检测方法的实际工程应用提供了基础的实验依据。 本研究涉及两个关键性问题:一是静载拉伸过程中金属磁记忆信号随塑性变形程度的变化规律、宏观磁记忆信号与微观金相组织变化的对应关系问题;另一问题是高周疲劳过程中金属磁记忆信号随疲劳周次及微观缺陷产生的变化规律、磁信号与微观缺陷的对应关系问题。目前对于金属磁记忆检测方法的机理、疲劳过程中的磁信号分布规律以及宏观磁记忆信号与微观金相组织变化的对应关系的研究还很不完善。针对这两个问题,本文做了静载拉伸及高周疲劳两个方面的基础性研究。 本研究围绕高周疲劳以及静载拉伸过程中金属材料磁记忆信号特征的变化,力求从宏观、微观两个层面上得到磁信号变化与拉伸和疲劳过程的对应关系。结果表明:①金属材料表征的磁场强度随着试样变形不均匀而产生不均匀的变化,与测量环境中的磁场基本无关,与疲劳及反复加卸载无关。②材料出现应力集中早期缺陷时,磁场强度Hp发生下凹变化,磁场强度导数dHp/dx呈现较大升高,不同材料存在不同的临界极限值导数值。③疲劳过程的宏观磁记忆与微观金相研究结果表明,dHp/dx在极限状态时,试样表面金相组织正常,超过此极限短期内(疲劳3000-4000周)dHp/dx突增,在微观上则见到大量组织浮凸、晶界错动等明显缺陷。此成果表明了磁记忆检测信号对材料应力集中及早期缺陷诊断的特殊功效。④断裂与磁场强度导数dHp/dx有关,与磁场过0点(Hp=0)无关。⑤焊接结构不影响材料磁场强度分布规律。 为进一步研究金属磁记忆方法的工程实用性,本文在实验室研究的基础上,进行了多个工程的磁记忆检测评价,通过对燕山石化炼油厂储油罐、珠海电厂3#电站锅炉等典型实例进行现场磁记忆检测及对大量数据进行分析,更好了验证了金属磁记忆方法用于工程实际的合理性及可行性。 本文的研究成果进一步证明了磁记忆信号对疲劳早期缺陷评价的特殊功效,基于大量实验研究提出临界极限导数值的概念,为实际工程应用及制定“承压设备金属磁记忆检测方法”标准草案提供了重要的实验依据。
【学位授予单位】:北京工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:O346.2;O482.5

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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 宋凯,唐继红,钟万里,刘伟成,任吉林;铁磁构件应力集中的有限元分析和磁记忆检测[J];材料工程;2004年04期
2 董世运;徐滨士;董丽虹;王丹;;金属磁记忆检测技术用于再制造毛坯寿命预测的试验研究[J];中国表面工程;2006年S1期
3 温伟刚,萨殊利;金属磁记忆检测的机理及实现[J];北方交通大学学报;2002年04期
4 张卫民,董韶平,杨煜,许淳淳,池琳,陈晓梅;磁记忆检测方法及其应用研究[J];北京理工大学学报;2003年03期
5 张卫民,刘红光,孙海涛;中低碳钢静拉伸时磁记忆效应的实验研究[J];北京理工大学学报;2004年07期
6 任吉林;李晓刚;宋凯;唐继红;马宏伟;;典型受载铁磁构件的数值模拟和磁特性[J];北京科技大学学报;2005年06期
7 李光霁;孙国豪;潘家祯;;用金属磁记忆方法进行缺陷检测[J];华东理工大学学报;2006年08期
8 邸新杰;李午申;严春妍;白世武;刘方明;薛振奎;;焊接裂纹金属磁记忆信号的特征提取与应用[J];焊接学报;2006年02期
9 戴光,丁克北,王文江;汽轮机叶片的磁记忆检测及应用[J];化工机械;2003年05期
10 刘宇哲,池永滨,刘晔;磁记忆检测技术及应用研究[J];黑龙江电力;2002年06期
【共引文献】
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1 周俊华,雷银照;正磁致伸缩铁磁材料磁记忆现象的理论探讨[J];郑州大学学报(工学版);2003年03期
2 王丹;董世运;徐滨士;陈群志;董丽虹;;应力集中部位的金属磁记忆检测研究[J];失效分析与预防;2007年02期
3 车俊铁,侯强,于静;兵器零部件微裂纹检测方法的对比分析[J];兵器材料科学与工程;2005年05期
4 张卫民,A A Doubov,孙海涛,刘红光;高强度钢磨削时的金属磁记忆现象初探[J];兵工学报;2005年03期
5 尹大伟;徐滨士;董世运;董丽虹;冯晨;;不同检测环境下磁记忆信号变化研究[J];兵工学报;2007年03期
6 任吉林;李晓刚;宋凯;唐继红;马宏伟;;典型受载铁磁构件的数值模拟和磁特性[J];北京科技大学学报;2005年06期
7 张卫民,刘红光,孙海涛;中低碳钢静拉伸时磁记忆效应的实验研究[J];北京理工大学学报;2004年07期
8 张卫民,刘红光,袁俊杰,孙海涛;低碳钢扭转过程弱磁信号变化及金属磁记忆效应[J];北京理工大学学报;2005年11期
9 袁俊杰;张卫民;刘红光;王朝霞;;动载荷作用下铁磁性试件的磁记忆效应[J];北京理工大学学报;2006年09期
10 董世运;徐滨士;董丽虹;王丹;;金属磁记忆检测技术用于再制造毛坯寿命预测的试验研究[J];中国表面工程;2006年S1期
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1 葛森;张亦良;刘增华;;焊接残余应力变化及裂纹的金属磁记忆检测[A];第十一届全国结构工程学术会议论文集第Ⅰ卷[C];2002年
2 李寒林;鹿勇;蔡振雄;李玩幽;;基于金属磁记忆检测的柴油机曲轴裂纹在线诊断应用研究[A];福建省科协第五届学术年会数字化制造及其它先进制造技术专题学术年会论文集[C];2005年
3 袁俊杰;张卫民;王朝霞;刘红光;;螺纹传动件的金属磁记忆检测方法研究[A];先进制造技术论坛暨第五届制造业自动化与信息化技术交流会论文集[C];2006年
4 张军;时培玉;;金属磁记忆预测套管故障的小波奇异性检测研究[A];第25届中国控制会议论文集(中册)[C];2006年
5 秦飞;;应力与磁场畸变关系研究及其应用前景[A];科技、工程与经济社会协调发展——中国科协第五届青年学术年会论文集[C];2004年
6 王威;白国良;周颖;;钢结构焊缝的磁记忆检测机理及应用研究[A];第三届全国防震减灾工程学术研讨会论文集[C];2007年
7 王威;白国良;周颖;;钢结构焊缝的磁记忆检测机理及应用研究[A];第三届全国防震减灾工程学术研讨会论文集[C];2007年
8 严春妍;李午申;;金属磁记忆(MMM)检测方法[A];第十一次全国焊接会议论文集(第1册)[C];2005年
9 刘宏娟;张亦良;李晓阳;;金属磁记忆方法在压力容器检验中的应用[A];第六届全国压力容器学术会议压力容器先进技术精选集[C];2005年
10 刘桂良;陈群志;徐滨士;董世运;董丽虹;;金属磁记忆无损检测技术的现状与进展[A];第六届全国表面工程学术会议暨首届青年表面工程学术论坛论文集[C];2006年
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1 杨兴;磁场与位移感知型超磁致伸缩微位移执行器及其相关技术研究[D];大连理工大学;2002年
2 蒋奇;管道缺陷漏磁检测量化技术及其应用研究[D];天津大学;2003年
3 周强;钢丝绳力磁效应与疲劳损伤漏磁信号监测的研究[D];武汉理工大学;2002年
4 王晖;强磁场对合金中析出相凝固行为的影响[D];上海大学;2003年
5 刘志平;基于有限元分析的储罐底板磁性检测与评价方法研究[D];华中科技大学;2004年
6 黄致新;SmTbCo系光磁混合记录薄膜结构与特性研究[D];华中科技大学;2004年
7 邹卫东;有机分子的磁性及电导性的密度泛函研究[D];华中科技大学;2004年
8 杨涛;基于多传感器融合的油管无损检测与缺陷量化技术研究[D];天津大学;2004年
9 魏茂安;油气管道MFL检测信号处理与管道缺陷评估技术研究[D];天津大学;2004年
10 胡钢;X70管线钢和304不锈钢应力腐蚀与磁记忆效应的相关性研究[D];北京化工大学;2005年
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1 王大为;管道漏磁检测数据采集压缩算法的研究[D];沈阳工业大学;2006年
2 穆洪云;犬尿石症的流行病学调查及诊断性研究[D];山东农业大学;2007年
3 徐华伟;多维减振平台可控阻尼器的研究[D];江苏大学;2007年
4 王明新;某型飞机前起落架结构疲劳特性分析[D];南京航空航天大学;2007年
5 郝芸;磁井径测井方法的研究[D];天津大学;2004年
6 邢燕好;基于FPGA的漏磁检测系统设计[D];沈阳工业大学;2005年
7 麦小琴;管道缺陷智能识别的研究[D];沈阳工业大学;2005年
8 周世杰;轻、中稀土元素掺杂对TbFeCo材料磁光性能的影响[D];西南交通大学;2002年
9 刘洪;钢管二维漏磁检测设备监控系统的研究与实现[D];合肥工业大学;2002年
10 胡隽;铁磁材料磁检测方法中定量检测的研究与实现[D];合肥工业大学;2002年
【同被引文献】
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1 尹大伟;徐滨士;董世运;董丽虹;冯晨;;不同检测环境下磁记忆信号变化研究[J];兵工学报;2007年03期
2 张卫民,刘红光,孙海涛;中低碳钢静拉伸时磁记忆效应的实验研究[J];北京理工大学学报;2004年07期
3 董丽虹;徐滨士;董世运;尹大伟;;金属磁记忆技术检测低碳钢静载拉伸破坏的实验研究[J];材料工程;2006年03期
4 董丽虹;徐滨士;董世运;陈群志;王丹;尹大伟;;拉伸载荷作用下中碳钢磁记忆信号的机理[J];材料研究学报;2006年04期
5 孙海涛,张卫民,刘红光,张鹏霞;地磁场环境下铁磁性试件单向静拉伸试验研究[J];理化检验.物理分册;2005年05期
6 王丹;董世运;徐滨士;陈群志;董丽虹;;应力集中部位的金属磁记忆检测研究[J];失效分析与预防;2007年02期
7 张亦良,徐学东,葛森;高压气瓶工艺残余应力测试和分析[J];实验力学;2004年02期
8 任吉林,唐继红,邬冠华,林俊明,林发炳,林春景;金属的磁记忆检测技术[J];无损检测;2001年04期
9 任吉林,王东升,宋凯;典型铁磁构件磁记忆效应的试验研究[J];无损检测;2005年08期
10 任吉林;陈曦;宋凯;;金属构件磁记忆效应影响因素研究[J];无损检测;2006年06期
【二级参考文献】
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1 温伟刚,萨殊利;金属磁记忆检测的机理及实现[J];北方交通大学学报;2002年04期
2 张卫民,董韶平,杨煜,许淳淳,池琳,陈晓梅;磁记忆检测方法及其应用研究[J];北京理工大学学报;2003年03期
3 许淳淳,张新生,胡钢,王东,娅楠;不锈钢冷加工形变诱发马氏体相变及其腐蚀行为[J];材料保护;2002年03期
4 董丽虹;徐滨士;董世运;陈群志;王丹;尹大伟;;拉伸载荷作用下中碳钢磁记忆信号的机理[J];材料研究学报;2006年04期
5 戴光,吴磊,王文江;抽油机井油管螺纹的磁记忆检测技术[J];大庆石油学院学报;2005年01期
6 汪兵,刘素娥,朱自勇,柯伟,韩恩厚;管线钢在近中性pH值溶液中的应力腐蚀开裂[J];腐蚀科学与防护技术;2001年02期
7 林俊明;21世纪NDT新技术——金属磁记忆诊断法[J];华北电力技术;2000年09期
8 任吉林 ,宋凯 ,朱辉 ,高春法 ,周宇 ,唐囡;磁记忆检测技术在汽轮机构件检测中的应用[J];华北电力技术;2003年06期
9 戴光,丁克北,王文江;汽轮机叶片的磁记忆检测及应用[J];化工机械;2003年05期
10 王者昌,陈怀宁;关于焊接应力变形两个问题的进一步探讨[J];焊接学报;2002年05期
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1 王文江;磁记忆检测技术与应用方法研究[D];大庆石油学院;2003年
2 邸新杰;焊接裂纹金属磁记忆漏磁场特性的研究[D];天津大学;2004年
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5 施明泽,郭高昭,黄志强,吕荣坤;高周疲劳损伤变量的测试和损伤演变规律的研究[J];浙江大学学报(工学版);1994年06期
6 孙斌祥;张定铨;杨旭东;;关于高周疲劳损伤演化方程的讨论[J];绍兴文理学院学报(自然科学版);2001年03期
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4 赵四辈;;GH2132三齿二级涡轮盘榫齿裂纹分析[A];全国材料理化测试与产品质量控制学术研讨会论文专辑(物理测试部分)[C];2002年
5 钱桂安;王茂廷;;基于单轴高周疲劳寿命预测的局部应力应变法的研究[A];首届全国航空航天领域中的力学问题学术研讨会论文集(下册)[C];2004年
6 曹智顺;姚建尧;王建军;;基于概率特性的航空发动机转动部件高周疲劳寿命评估技术[A];现代振动与噪声技术(第九卷)[C];2011年
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9 钱桂安;王茂廷;王莲;;用局部应力应变法进行高周疲劳寿命预测的研究[A];第十二届全国疲劳与断裂学术会议论文集[C];2004年
10 孙国豪;张春江;刘军;李希成;柏明清;唐春容;赵立凡;;磁记忆检测技术在压力管道检测中的应用[A];第三届全国管道技术学术会议压力管道技术研究进展精选集[C];2006年
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1 记者 杨凯;我国新一代钢铁材料研究进展顺利[N];中国冶金报;2007年
2 石岩;第二批中关村开放实验室[N];科技日报;2007年
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3 杨友;AZ91系列镁合金的高周疲劳行为[D];吉林大学;2007年
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5 邸新杰;焊接裂纹的金属磁记忆信号定量化特征研究[D];天津大学;2007年
6 周胜田;航空发动机叶片疲劳的损伤力学研究及外物损伤影响[D];东北大学;2008年
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1 李济民;基于疲劳累积损伤的磁记忆效应及工程应用研究[D];北京工业大学;2009年
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3 陈鑫彧;焊缝应力集中的磁记忆信号特征研究[D];东北石油大学;2011年
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