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铁磁性材料矫顽力检测技术的研究

张良  
【摘要】:随着现代工业的迅速发展,铁磁性材料被越来越广泛应用于工业各个领域,因此检测铁磁性材料的安全工作状态非常必要,铁磁性材料的检测方法分为有损检测和无损检测两大类,由于无损检测不会给材料带来损伤,所以现阶段铁磁性材料的应力检测多采用无损检测的方法,无损检测法中的超声波法、光弹性法、X射线法、巴克豪森效应应力检测方法、基于逆磁致伸缩效应的应力检测方法被广泛应用。 本文以铁磁性材料的圆环为被测对象,利用电磁检测原理,研究了铁磁性材料的矫顽力和材料所受应力的关系,提出了采用检测铁磁性材料矫顽力实现检测材料所受应力的方法。测量铁磁性圆环的磁滞回线,根据磁滞回线的磁性参数计算材料的矫顽力,实验中在铁磁性圆环的对称位置缠绕上相同匝数的激励线圈和检测线圈,在检测线圈中通以一定幅值频率的交流电,在激励线圈的输出端接入一个采样电阻,可以获得与磁场强度H大小成正比的信号,在检测线圈的输出端接入一个积分器,可以获得与磁感应强度B大小成正比的信号,将激励线圈和检测线圈的输出端分别接到示波器的XY端,在示波器中观察B-H曲线,曲线和坐标轴横轴的交点为矫顽力的大小。实验中分别测量受力不同的铁磁性圆环的磁滞回线,计算其矫顽力的值,研究铁磁性材料的矫顽力和材料所受应力之间存在的关系;在测量过程中施加一个外界磁场,观察外加磁场对测量结果造成的影响;让被测铁磁性圆环做机械振动,观察振动前后的磁滞回线的变化;分别测量激励信号幅值不同的铁磁性圆环的磁滞回线,比照磁滞回线的形状,观察磁化强度对测量结果造成的影响。实验结果表明,当铁磁性材料受应力之后,材料磁滞回线的形状会发生改变;铁磁性材料的矫顽力与材料所受应力成正比关系;材料的矫顽力与材料做机械运动无关;铁磁性材料只有达到磁饱和时测出的磁滞回线才能反映出材料的磁特性参数,此时再增大磁场强度不会造成材料的矫顽力的改变。


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