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《南昌航空大学》 2010年
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金属磁记忆检测机理的试验研究与有限元仿真

李新蕾  
【摘要】: 本文以磁性物理学、技术磁学等理论为指导,以试验研究和数值仿真为手段,研究了不同铁磁材料在不同载荷下的磁记忆信号分布特征,并将金属磁记忆技术引入到疲劳损伤与寿命评估领域,探索疲劳损伤的磁记忆表征规律。 根据应力的磁效应来源于应力的磁导率效应的理论,利用ANSYS有限元软件对20#钢小孔平板试样进行了力-磁效应的有限元仿真。提取数据并分析了磁场分布规律及检测路径、应力大小对表面漏磁场影响,对磁场强度法向梯度值进行了分析,绘制了法向梯度值的峰值幅度随应力的变化曲线。结果表明,在应力集中部位磁场强度法向分量过零点,切向分量出现最大值,磁力线在应力的加载过程中发生了反转,证明了力磁耦合模型的适用性。分析还表明,应力集中和漏磁场法向梯度值具有很强的相关性,应力分布决定了漏磁场梯度的分布。 以45#钢为研究对象,分别对无预制缺陷及带缺口平板试样拉伸过程中的磁记忆信号进行了测量与分析。结果表明,在弹性阶段,磁记忆信号较小且分布杂乱,而当应力大于500MPa时,磁记忆信号明显增强。在磁记忆特征值提取方面,利用传统的磁场梯度极值|K|max可以有效的检验应力集中部位。同时本文提出一种新的基于磁记忆信号能量的检测特征值,实验证明可以通过此特征值对试样的安全性做出检测及评估。 对比分析了45#钢与30CrMnSiNi2A钢拉伸过程中的磁记忆信号,结果表明,不同的铁磁材料在应力的作用下,其法向磁场梯度K值峰值变化规律不同,这与材料的力学性能以及材料的磁学参数有直接的关系。 以40Cr钢三点弯曲SE(B)试样进行常温疲劳裂纹扩展试验,分别测量了试样在相同载荷条件下不同寿命N时的磁场数据。通过分析磁场数据与裂纹扩展寿命、累积疲劳损伤之间的关系,建立了基于磁记忆信号的损伤参量模型。利用该模型可以有效的评估材料的残余寿命,可为磁记忆检测技术在铁磁性材料早期损伤以及残余寿命评估方面的应用提供借鉴作用。
【学位授予单位】:南昌航空大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TG115.284

【引证文献】
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1 廖建彬;周海峰;;基于ANSYS的金属构件磁记忆检测效果仿真[J];大连海事大学学报;2012年02期
2 廖建彬;周海峰;;金属构件磁记忆检测效果的有限元仿真与实验[J];集美大学学报(自然科学版);2012年05期
【参考文献】
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1 ;Influence of stress on the stray field signals of ferromagnetic materials[J];Journal of University of Science and Technology Beijing;2008年05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 邸新杰;李午申;白世武;刘方明;薛振奎;;焊接裂纹的金属磁记忆定量化评价研究[J];材料工程;2006年07期
4 邢海燕;樊久铭;王日新;徐敏强;张嘉钟;;早期损伤临界应力状态磁记忆检测技术[J];哈尔滨工业大学学报;2009年05期
5 邸新杰;李午申;白世武;刘方明;;焊接裂纹金属磁记忆信号的神经网络识别[J];焊接学报;2008年03期
6 梁志芳;王迎娜;李午申;白世武;薛振奎;;焊接裂纹金属磁记忆信号特征研究的进展[J];机械科学与技术;2007年01期
7 徐虹,滕宏春,崔波,赵立辉,曹占义,贾树盛;残余应力非破坏性测量技术的发展现状简介[J];理化检验(物理分册);2003年11期
8 林丽华,陈立功,顾明元;残余应力测量技术现状及其发展动向[J];机械;1998年05期
9 任尚坤;李新蕾;任吉林;肖清云;;金属磁记忆检测技术的物理机理[J];南昌航空大学学报(自然科学版);2008年02期
10 黄松岭,李路明,王晓凤,施克仁,陈鈃;地磁场在应力致磁畸变产生过程中的影响[J];清华大学学报(自然科学版);2003年02期
【共引文献】
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1 郭阿明;王力忠;田秋月;;疲劳裂纹钻孔止裂技术研究[J];四川建筑科学研究;2008年04期
2 王威;;几种磁测残余应力方法及特点对比[J];四川建筑科学研究;2008年06期
3 操迎梅;;磁性纳米材料的发展及应用[J];安庆师范学院学报(自然科学版);2009年04期
4 刘春孝;靳孝峰;;材料的变幅循环应变疲劳寿命估算[J];安阳工学院学报;2009年02期
5 许玢;杨延功;平学成;;内燃机车传动轴焊缝非裂纹缺陷处疲劳强度的校核——塞焊圆孔周边疲劳强度问题[J];安阳工学院学报;2010年06期
6 金国龙;谢雄耀;王如路;;上海地铁1号线车辆转向架寿命预测数值分析[J];地下空间与工程学报;2009年05期
7 谢丹阳,高发明;M型钡铁氧体的制备与表征[J];兵器材料科学与工程;2004年01期
8 李淑兰;杨玉芬;;应力比对40CrMnSiMoVA钢P-da/dN-Δk曲线影响研究[J];兵器材料科学与工程;2008年03期
9 王冬生;陈东高;谭兵;宋建民;冯杰才;;超声冲击对7A05铝合金焊接接头性能的影响[J];兵器材料科学与工程;2009年05期
10 李东风,于文广,贾振斌,魏雨;纳米软磁铁氧体材料液相合成技术[J];微纳电子技术;2002年09期
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1 王传礼;丁凡;许贤良;彭天好;;伺服阀用超磁致伸缩转换器驱动磁场的有限元分析[A];2004“安徽制造业发展”博士科技论坛论文集[C];2004年
2 周小丽;毕红;;磁性Fe3O4纳米线的合成与磁性能研究[A];安徽省第五届“兴皖之光”青年学术年会论文集(理科卷)[C];2005年
3 诸涛;程继贵;李扬;黎彦希;;温压成形制备Fe-Si软磁材料的研究[A];2011年安徽省科协年会——机械工程分年会论文集[C];2011年
4 郭鹏举;关卫和;陈学东;程华云;马传瑾;;磁记忆检测技术研究进展[A];2011年安徽省科协年会——机械工程分年会论文集[C];2011年
5 郭鹏举;关卫和;程华云;马传瑾;陈学东;;10万立大型立式原油储罐的综合检测技术[A];2011年安徽省科协年会——机械工程分年会论文集[C];2011年
6 崔栓伟;文聘;张亦良;;液压支架相关构件的焊接残余应力评价[A];北京力学会第18届学术年会论文集[C];2012年
7 许威;曹军;李芳振;赵翠华;史宜涛;;平板对接双丝埋弧焊电磁搅拌方法研究[A];'2011全国钢结构学术年会论文集[C];2011年
8 何敏;黄志锋;;涡流检测和交流电磁场检测方法综述[A];第九届全国信息获取与处理学术会议论文集Ⅱ[C];2011年
9 刘阳春;徐彬;武军宽;李飞;金永春;阳代军;朱国森;;首钢船板钢热轧板卷的生产和使用[A];2011年全国中厚板生产技术交流会论文集[C];2011年
10 屈伸;张哲峰;田继丰;;40Cr钢加载油缸上耳环断裂原因分析[A];2011年全国失效分析学术会议论文集[C];2011年
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3 夏文芳;认知无线电协作频谱感知性能提升方法研究[D];华中科技大学;2010年
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5 杜娟;高精度电子组装设备中智能材料驱动器的建模与控制研究[D];华南理工大学;2010年
6 杨广雪;高速列车车轴旋转弯曲作用下微动疲劳损伤研究[D];北京交通大学;2011年
7 周晓玲;磁场下中碳硅锰钢的扩散型相变研究[D];昆明理工大学;2009年
8 班丽丽;中碳Si-Mn系高强度TRIP钢高周疲劳破坏行为研究[D];昆明理工大学;2008年
9 郑人华;新型含邻菲罗啉聚合物及其金属配合物的设计合成与磁性能研究[D];浙江大学;2010年
10 吴连斌;有机硅/噻唑金属配合物的设计合成与磁性能研究[D];浙江大学;2010年
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1 杨青;La-Sr-Fe-Mn-O体系化合物及Pr-K-Fe-Mo-O体系化合物的合成及表征[D];河北大学;2007年
2 刘鹏;煤粉永磁强磁滤器的研究[D];河南理工大学;2010年
3 潘强华;磁记忆检测技术力—磁效应的试验研究[D];南昌航空大学;2010年
4 王权;起重机减速器变位斜齿轮副有限元仿真分析与研究[D];山东科技大学;2010年
5 夏云清;装载机差速器齿轮的非线性接触与疲劳寿命分析[D];浙江理工大学;2010年
6 曹俊伟;基于裂纹扩展理论的船体结构疲劳强度研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 孙敬武;基于周期图和神经网络船舶运动预报方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
8 冯观;船舶疲劳强度虚拟测试方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
9 徐丽娟;汽车主动悬架振动控制方法的研究与效果分析[D];哈尔滨工程大学;2010年
10 刘磊;基于非线性应力峰值自平衡的焊接结构热点应力法[D];大连理工大学;2010年
【同被引文献】
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1 任吉林;舒铭航;伍家驹;宋凯;陈曦;陈晨;;18CrNi4A钢力-磁效应的ANSYS模拟[J];材料工程;2009年11期
2 姜慧,钟万里;电站铁磁构件的金属磁记忆检测[J];水利电力机械;2004年05期
3 张军;王彪;;金属磁记忆检测中应力集中区信号的识别[J];中国电机工程学报;2008年18期
【二级参考文献】
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1 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
2 邸新杰;李午申;白世武;刘方明;薛振奎;;焊接裂纹的金属磁记忆定量化评价研究[J];材料工程;2006年07期
3 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
4 刘艳华,杨思乾;超声波测定摩擦焊接头残余应力[J];焊接学报;2000年03期
5 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
6 耿荣生,景鹏,雷洪,李伟,邵进;飞机主梁疲劳裂纹萌生声发射信号的识别方法[J];航空学报;1996年03期
7 陶琨,李彬,骆建;Pd/Ag双层膜系统扩散过程的XRD结构深度分布分析[J];金属学报;1997年07期
8 王桂芳;陈惠南;;环芯法A、B释放系数的有限元计算[J];机械强度;1992年04期
9 张军;王彪;计秉玉;;基于小波变换的套管金属磁记忆检测信号处理[J];石油学报;2006年02期
10 骆建,殷宏,陶琨;连续过渡型多晶物相深度分布的X射线衍射测试方法[J];物理学报;1995年11期
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1 梁志芳;焊接裂纹的金属磁记忆特征研究[D];天津大学;2004年
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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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1 徐金龙;华斌;冯浚汉;朱燕;;金属磁记忆检测的研究现状与进展[J];检验检疫学刊;2009年04期
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5 梁志芳;李午申;王迎娜;白世武;薛振奎;;焊接裂纹的金属磁记忆信号特征[J];天津大学学报;2006年S1期
6 梁辰;吴文秀;肖晓华;;基于磁记忆检测方法的虚拟仪器研究[J];石油化工腐蚀与防护;2010年02期
7 于凤云,陈玉玲;金属磁记忆检测技术在设备检测中的应用及前景分析[J];矿山机械;2004年06期
8 梁志芳;王迎娜;李午申;白世武;薛振奎;;拉伸实验中的金属磁记忆信号总体特征研究[J];哈尔滨工业大学学报;2009年05期
9 梁志芳;王迎娜;李午申;白世武;薛振奎;;焊接裂纹金属磁记忆信号特征研究的进展[J];机械科学与技术;2007年01期
10 罗龙清;鞠伟;于润桥;王少军;;金属磁记忆技术用于去应力退火评估的可行性研究[J];科技创新导报;2011年13期
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1 唐德东;周鹏;;磁记忆技术在管件裂纹检测中的应用[A];中国仪器仪表学会第六届青年学术会议论文集[C];2004年
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3 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
4 邓博;王正道;姚凯;丁克勤;;局部塑性变形下的金属磁记忆实验研究[A];北京力学会第17届学术年会论文集[C];2011年
5 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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7 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
8 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
9 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
10 郭鹏举;关卫和;陈学东;程华云;马传瑾;;磁记忆检测技术研究进展[A];2011年安徽省科协年会——机械工程分年会论文集[C];2011年
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1 石常亮;面向再制造铁磁性构件损伤程度的磁记忆/超声综合无损评估[D];哈尔滨工业大学;2011年
2 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
3 梁志芳;焊接裂纹的金属磁记忆特征研究[D];天津大学;2004年
4 万升云;磁记忆检测原理及其应用技术的研究[D];华中科技大学;2006年
5 薛光辉;大型振动筛大梁裂纹故障诊断方法研究[D];中国矿业大学(北京);2010年
6 王翔;48MnV退役曲轴剩余疲劳寿命测评技术研究[D];上海交通大学;2011年
7 宋明大;多层包扎尿素合成塔检验与剩余寿命评估方法研究[D];山东大学;2008年
8 邢海燕;基于磁记忆技术的疲劳损伤评估及寿命预测[D];哈尔滨工业大学;2007年
9 王文江;基于驻波疲劳累积损伤的磁记忆效应及反问题研究[D];大庆石油大学;2006年
10 荆华;不同温度下高温超导磁悬浮系统悬浮性能实验研究[D];西南交通大学;2009年
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1 罗声彩;金属磁记忆二维定量检测试验研究[D];南昌航空大学;2011年
2 刘磊;金属磁记忆技术在无缝钢轨应力测试中的应用研究[D];北京化工大学;2010年
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4 高广兴;特种设备金属磁记忆检测方法研究及应用[D];河北大学;2010年
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7 周俊华;磁记忆检测的机理研究[D];郑州大学;2003年
8 张亚梅;油气管道的磁记忆检测技术应用及其对比性定量的初探[D];天津大学;2004年
9 罗龙清;金属磁记忆定量评估疲劳损伤程度研究[D];南昌航空大学;2011年
10 撖文广;基于金属磁记忆的智能清管器技术可行性研究[D];北京化工大学;2008年
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