金屬磁記憶-磁巴克豪森噪聲融合檢測應(yīng)力系統(tǒng)的研究及應(yīng)用.pdf

1、鐵磁構(gòu)件內(nèi)部因其焊接、鑄造、長期服役會存在內(nèi)部應(yīng)力。這些內(nèi)應(yīng)力對鐵磁構(gòu)件在使役中的物理性能產(chǎn)生很大的影響。例如焊接過程中產(chǎn)生的焊接應(yīng)力;爆炸沖擊過程中產(chǎn)生的沖擊應(yīng)力;熱脹冷縮產(chǎn)生的溫度應(yīng)力。典型的工程問題如無縫線路在使役中縱向溫度應(yīng)力，船用鋼板焊接結(jié)構(gòu)應(yīng)力等等。因此鐵磁構(gòu)件內(nèi)部應(yīng)力檢測十分必要。
　　論文基于金屬磁記憶(MMM)方法和磁巴克豪森噪聲(MBN)方法的檢測原理，融合兩種檢測方法的優(yōu)點，對鐵磁材料構(gòu)件進行在線、無損、快速

2、的應(yīng)力檢測和穩(wěn)定性分析。主要的研究內(nèi)容如下:
　　1、利用鐵磁構(gòu)件在交變磁場作用下磁疇壁不可逆位移釋放的磁巴克豪森跳躍的平均體積(AVMBJ)，以及不可逆磁化率和鐵磁構(gòu)件所受應(yīng)力之間的關(guān)系，推導(dǎo)了磁巴克豪森跳躍平均體積與應(yīng)力和激勵磁場之間的數(shù)學(xué)關(guān)系;分析了應(yīng)力和磁場作用下的單晶體磁疇壁位移過程;詮釋了激勵磁場和應(yīng)力對磁巴克豪森跳躍平均體積的影響。根據(jù)鐵磁體磁巴克豪森跳躍曲線在受到拉壓應(yīng)力時的飽和速度不相同，引入磁疇壁位移的臨界磁場

3、理念，解決了磁巴克豪森跳躍信號隨應(yīng)力變化標定曲線的過飽和標定的問題。
　　2、根據(jù)金屬磁記憶和磁巴克豪森噪聲原理，設(shè)計并制作鐵磁構(gòu)件應(yīng)力檢測專用傳感器，以及一次信號處理電路:激勵電路、放大電路和二次信號處理電路:數(shù)據(jù)采集電路等。利用高性能的處理器實現(xiàn)豐富的人機交互界面。采用自動控制技術(shù)切換金屬磁記憶和磁巴克豪森噪聲工作系統(tǒng)，實現(xiàn)自動檢測。
　　3、研究金屬磁記憶和磁巴克豪森噪聲檢測原理和實現(xiàn)方法，并融合兩種方法的優(yōu)點，針對某

4、些特殊鐵磁構(gòu)件內(nèi)應(yīng)力檢測區(qū)域大、耗時長、實時性的要求，提出了一種金屬磁記憶——磁巴克豪森噪聲融合的快速應(yīng)力檢測方法，并完成了以下研究:
　　(1)對E36和CCSB級船用鋼板焊接應(yīng)力分布進行分析;對E36級鋼板實驗船艙爆破沖擊前后的焊接應(yīng)力進行分析;對CCSB級鋼板抗沖擊實驗臺焊接應(yīng)力進行分析。
　　(2)研究無縫線路溫度應(yīng)力的變化規(guī)律，根據(jù)靜力平衡的虛功原理，以及線路的強度和穩(wěn)定條件，建立了無縫線路穩(wěn)定性的水壩模型和能量計