鐵磁構件應力恒磁檢測原理與方法研究.pdf

1、如何便捷地獲取構件應力狀態(tài)對保證其安全使用具有重要意義。針對現有應力電磁方法多采用時變磁場作為激勵磁場，存在線圈纏繞困難、長時激勵線圈發(fā)熱以及渦流影響檢測結果的不足，本學位論文提出研究鐵磁構件應力恒磁檢測原理與方法，利用恒定磁場激勵下，構件上產生的空間變化磁場實現應力檢測，突破現有時變磁場方法的限制。
　　首先，提出了一種基于磁彈效應的應力恒磁檢測原理，克服現有時變磁場應力檢測中渦流效應對檢測結果的影響，給出了一種均勻應力下鐵磁構

2、件起始磁化曲線恒磁推算方法。采用空間變化恒定磁場作為激勵磁場，在滿足局部均勻與全局衰減正交條件的空間變化磁場作用區(qū)域內，由構件與空氣分界面上的軸向和法向磁感應強度推算構件起始磁化曲線。直流線圈恒定磁化構件的仿真實驗結果驗證該原理的正確性，為恒定磁場激勵下獲取應力表征磁參數提供了理論支撐。
　　其次，結合鐵磁構件應力實際檢測需求，提出了鐵磁構件應力恒磁檢測傳感方法，包括永磁恒定磁場激勵方法和分界面上磁感應強度推算方法。采用永久磁鐵代

3、替直流線圈勵磁，在被檢構件上產生滿足局部均勻與全局衰減正交條件的空間變化磁場；并提取構件表面不同提離下的軸向和法向磁感應強度，分別采用多項式外推法和高斯定理外推法推算分界面上的軸向和法向磁感應強度。實驗測試結果表明該傳感方法可行，為便捷獲取鐵磁構件應力表征磁參數提供了新途徑。
　　再次，剖析基于微分磁導率和表面磁感應強度的鐵磁構件應力恒磁檢測磁參數表征方法。從原理上獲取了高碳鋼和中碳鋼微分磁導率同應力的關系方程，以及構件表面軸向和

4、法向磁感應強度關于應力導函數間的關系方程；通過對比兩種表征方法得到的特征參數隨應力的變化關系曲線，確定微分磁導率[μd](H=10000)為高碳鋼制鋼絲應力表征磁參數，起始微分磁化率倒數[1/χd]H=0為中碳鋼制鋼棒應力表征磁參數。
　　最后，研制了一套鐵磁構件應力恒磁檢測原理樣機，包括鐵磁構件應力恒磁檢測傳感器、數據采集單元、應力恒磁檢測軟件等。測試表明該原理樣機應力檢測誤差小于7％，且可獲取鐵磁構件起始磁化曲線，誤差小于10