收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

基于磁各向异性特性应力测试的理论与方法研究

刘海顺  
【摘要】: 用磁性方法对铁磁性材料进行应力测试具有方便、快捷、无损、非接触等优点,近年来的发展引人注目。本文从铁磁学的基本理论出发,系统研究了与铁磁性材料应力测试相关的问题,在应力磁性测试的理论研究与方法改进方面做了大量有益的工作。主要研究内容包括:铁磁性材料磁化的机理,应力(应变)对磁化状态的影响,磁致伸缩应变的计算,以及应力对材料磁化率的影响;在此基础上推导了磁测输出信号与应力的关系,对磁性测试的方法进行了改进,研制了新型的传感器磁芯材料。本文的主要成果和创新点如下: (1)运用磁路理论和法拉第电磁感应定律,研究了应力对铁磁性材料磁特性的影响以及应力对检测线圈输出信号的影响,得到了检测线圈输出电压与试件主应力差的关系式,为基于磁各向异性特性的应力测试建立了理论基础。 (2)提出了采用傅里叶变换确定传感器输出电压最大值,从而确定测点主应力差及主应力方向的方法,避免了以往磁性测试中连续旋转传感器的过程,提高了测试的效率与精度;同时研究了残余磁化和励磁频率对测试结果的影响,提高了测试的精度。 (3)研究了四点弯曲试验中材料及试件表面处理状况、应力状态、环境温度、传感器和试件间距离等因素对测试信号的影响,得到了测试信号在相应条件下的变化规律。研究结果为复杂条件下的应力测试提供了理论依据。 (4)以新近出现的Finemet型合金为母体,用铝替代铌研制了可用于应力磁性测试传感器的新型纳米晶磁芯材料。研究结果表明:纳米晶合金的软磁性能优于非晶态合金;铝替代部分铌后,纳米晶材料的磁导率和磁损耗均得到有效改善;退火方式对纳米晶合金磁导率有显著影响;外加磁场对磁导率的影响明显,在高磁场下出现两个驰豫峰,并且低频区域的驰豫峰所对应的频率随着磁场场强的增加向高频移动。新研制的纳米晶磁芯材料软磁性能更加优异,同时由于用便宜的铝替代昂贵的铌,价格也更加低廉。新材料的研制将为磁性应力测试传感器和设备的小型化和效率的提高提供可能。 研究成果在实验室测试中得到成功应用,显示了本测试方法的有效性与可行性。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 何正明,赵妙余,张玲芬,汪晓光;铁基非晶合金磁致伸缩的温度效应[J];物理学报;1990年04期
2 王再军,李金铭,赵先林,刘金海;带状金属玻璃材料在强磁场中的磁致伸缩[J];河南大学学报(自然科学版);1996年03期
3 顾煜炯,周兆英,姚健;磁致伸缩换能器振子及其性能分析[J];机械工程学报;1997年05期
4 肖鹏峰,唐少龙;稀土-铁Laves相化合物的结构与磁致伸缩[J];湘潭大学自然科学学报;1998年01期
5 刘国栋,李养贤,胡海宁,曲静萍,柳祝红,代学芳,张铭,崔玉亭,陈京兰,吴光恒;甩带Fe_(85)Ga_(15)合金的巨磁致伸缩研究[J];物理学报;2004年09期
6 刘延冰,李红斌,张卫军,姜勇;光纤弱磁场测量传感器[J];光子学报;1994年01期
7 于秀丽,杨瑞江;磁致伸缩液位计在油品储运系统中的应用[J];甘肃科技;2002年08期
8 树学锋,于文芳,李志刚;采用磁致伸缩模型进行磁弹性有限元分析的基本理论[J];太原理工大学学报;2004年01期
9 刘金海,赵先林,王再军;磁化强度方向余弦的四次方对金属玻璃带磁致伸缩的影响[J];河南教育学院学报(自然科学版);1997年02期
10 崔玉亭,陈京兰,刘国栋,吴光恒,廖克俊,王万录;Ni_(50.5)Mn_(24.5)Ga_(25)单晶的预马氏体相变特性[J];物理学报;2005年01期
11 胡公义;利用磁致伸缩辐射体所作的超声波实验[J];物理;1964年05期
12 叶红安,刘德功,楚雪梅,吕厚均,姜作宏;磁致伸缩光纤磁光光学双稳态[J];光学学报;1996年04期
13 姜玉林;在磁各向异性条件下确定二度体的有效磁化强度[J];物探与化探;1986年04期
14 韩志勇,张茂才,高学绪,周寿增;热处理对Fe_(83)Ga_(17)合金磁致伸缩和有序-无序的影响[J];自然科学进展;2004年05期
15 孙乐,刘信恩,郑晓静;薄膜—基体型磁致伸缩微致动器的数值模拟[J];应用力学学报;2004年02期
16 马振平;孟辉;安金龙;;基于SVM的复杂非线性黑箱系统在线辨识方法[J];河北工业大学学报;2006年01期
17 蒋达国;李厚德;朱正吼;;退火工艺对铁基非晶薄带压应力阻抗效应的影响[J];江西师范大学学报(自然科学版);2007年06期
18 潘德安;陆俊;白洋;褚武扬;乔利杰;;形状退磁因子对层状磁电复合材料的影响[J];科学通报;2008年10期
19 潘慧;;大气探测添新技:“磁致伸缩蒸发传感器”荣获一项国家专利[J];广东科技;2008年21期
20 刘金海,王士仓,山灵芳,赵先林;计及磁化强度方向余弦的四次方金属玻璃带的磁致伸缩[J];河南师范大学学报(自然科学版);1997年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王治;张鹏;张东须;韩叶梅;车相辉;欧阳宁;;(Fe_xCo_(1-x))_(73.5)Cu_1Nb_3Si_(13.5)B_9合金高温磁性的研究[A];第六届中国功能材料及其应用学术会议论文集(3)[C];2007年
2 李松涛;刘何燕;孟凡斌;李养贤;;Pr_(0.15)Tb_(0.30)Dy_(0.55)Fe_(1.85-x)Ni_x合金的磁性和磁致伸缩研究[A];第五届中国功能材料及其应用学术会议论文集Ⅰ[C];2004年
3 何开元;智靖;程力智;傅玉君;王冶;;硅含量对FeCuNbSiB纳米晶合金的结构和磁性的影响[A];首届中国功能材料及其应用学术会议论文集[C];1992年
4 程力智;初凯;付玉君;何开元;;少量碳对Fe-Cu-Nb-Si-B纳米晶合金结构和磁性的影响[A];第二届中国功能材料及其应用学术会议论文集[C];1995年
5 李一博;金翠云;靳世久;王立坤;;C8051F020在磁致伸缩液位传感器中的应用[A];中国仪器仪表学会第五届青年学术会议论文集[C];2003年
6 王治;何开元;张雅静;程力智;;用环形试样测定软磁材料磁各向异性的研究[A];第五届中国功能材料及其应用学术会议论文集Ⅰ[C];2004年
7 万永平;仲政;;稀土磁致伸缩复合材料的有效磁致伸缩性质[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
8 屠振密;胡会利;李宁;曹立新;安茂忠;;电沉积纳米晶合金的最新进展[A];2007(第13届)全国电子电镀学术年会暨绿色电子制造技术论坛论文集[C];2007年
9 丁克勤;赵洲;陈平;王洪柱;;磁各向异性九探头焊接残余应力测试技术研究[A];北京力学会第18届学术年会论文集[C];2012年
10 吴坚;;钙钛矿(La_(1-y)Tb_y)_(0.67)Sr_(0.33)MnO_3磁致伸缩和磁电阻效应的关联[A];新世纪 新机遇 新挑战——知识创新和高新技术产业发展(上册)[C];2001年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 刘海顺;基于磁各向异性特性应力测试的理论与方法研究[D];中国矿业大学;2008年
2 邸永江;玻璃包覆合金微丝制备及其静磁和微波物性研究[D];华中科技大学;2007年
3 陈宫;磁性超薄膜中的磁各向异性和磁畴结构[D];复旦大学;2011年
4 李一博;磁致伸缩多参数罐储自动计量系统关键技术研究[D];天津大学;2004年
5 王峥;磁致伸缩直线位移传感器弹性波机理研究[D];太原理工大学;2011年
6 冯升波;磁测残余应力法的基本理论和实验研究[D];清华大学;1997年
7 高大强;非磁性材料的d~0铁磁性[D];兰州大学;2011年
8 杨贵进;稀磁氧化物的制备及其铁磁性研究[D];兰州大学;2012年
9 卢志超;铁基非晶及纳米晶合金的因瓦效应研究[D];东北大学;1994年
10 戴兢陶;钴基纳米粒子的制备、表征及磁性质[D];苏州大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李亮;铁磁性材料分选技术的研究[D];合肥工业大学;2010年
2 黄绍博;基于电磁法的钢板应力检测技术研究[D];沈阳工业大学;2012年
3 裴丽丽;Fe基、Co基纳米晶合金初始磁导率与温度的关系[D];东北大学;2008年
4 杨静;FeCo基纳米晶合金高温磁性及其微观机理研究[D];天津大学;2010年
5 史瑞民;磁场退火对双相纳米晶合金软磁特性的影响[D];天津大学;2012年
6 宋燕利;低频交变磁场作用下铁磁性材料组织性能变化规律的研究[D];武汉理工大学;2008年
7 张鹏;(Fe_xCo_(1-x))_(73.5)Cu_1M_3Si_(13.5)B_9(x=0.5,1;M=Nb,Mo)纳米晶合金的结构与高温磁性[D];天津大学;2007年
8 杨楠;双钙钛矿氧化物磁致伸缩的研究[D];河北工业大学;2011年
9 张杨;纳米晶合金热稳定性的热力学计算与计算机仿真研究[D];北京工业大学;2012年
10 韩献堂;FeCo基纳米晶合金有效磁各向异性与磁致伸缩研究[D];天津大学;2007年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 山东 王明文;磁致伸缩和压电现象[N];电子报;2002年
2 周寿增,教授,博士生导师;磁致伸缩有什么用[N];科技日报;2001年
3 ;非晶、纳米晶合金发展概况及应用[N];中国高新技术产业导报;2002年
4 黄铭初;博瑞特:磁致伸缩测量技术领跑者[N];中国石化报;2006年
5 丁燕申 段敏;“火箭”系列磁致伸缩物位传感器中试线建成[N];中国电子报;2003年
6 卢英;磁致伸缩探棒的型号与功能[N];中国石油报;2005年
7 本报记者 娄一雪;做“嫁妆”也精彩[N];秦皇岛日报;2010年
8 晚风 贺会敏;河北星烁锯业公司创新成效显著[N];中国建材报;2007年
9 高宏适;电工钢板综述[N];世界金属导报;2010年
10 李竞武;我国高端物位仪表主要依赖进口[N];中国工业报;2006年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978