基于壓磁效應的應力非接觸檢測及其試驗研究.pdf

1、在一系列用于鐵磁性材料的應力檢測方法中，磁測應力技術可以彌補常規(guī)應力檢測方法的不足，實現快速、高效、非接觸的應力測量。本文以磁測應力技術為中心，以壓磁效應為基礎，對磁測應力傳感器及其檢測系統(tǒng)進行了研究。
　　壓磁效應是指鐵磁性材料在外部載荷作用下其內部的磁特性如磁導率等會發(fā)生改變的現象。根據壓磁效應及法拉第電磁感應定律，當被測材料受外力作用時，磁測應力傳感器可以將被測材料內部磁特性的變化轉換成傳感器檢測線圈上輸出電壓的變化，從而達

2、到應力檢測的目的。本文主要從以下幾方面進行相關研究:
　　首先，根據鐵磁學基本原理，從鐵磁性材料的磁致伸縮效應及其逆效應即壓磁效應出發(fā)，論述了與磁測應力相關的基礎理論。其中主要分析了鐵磁性材料磁疇結構形成的微觀機理及外磁場作用下鐵磁性材料的磁化過程與磁化機制;研究了應力對鐵磁性材料磁化的影響，為磁測應力提供了理論依據。
　　其次，設計了基于磁測應力傳感器的應力檢測系統(tǒng)，并介紹了檢測系統(tǒng)中的各個部分。其中主要在理論上對不同探頭

3、結構的磁測應力傳感器的性能進行了比較，最后選用了三磁極E形探頭的應力傳感器作為研究對象;確定了探頭材料、幾何尺寸、勵磁線圈匝數及勵磁電流電流強度等參數;通過對該傳感器的磁路分析，利用電磁學原理得出了被測材料在靜態(tài)應力和動態(tài)應力作用下，傳感器感應輸出電壓的基本方程式。
　　最后，設計了試驗方案，對被測試件在拉伸和壓縮力情況下，針對傳感器的勵磁電流、頻率及氣隙等進行了試驗研究，得出了傳感器工作時適合的勵磁電流強度、頻率大小及非接觸檢測