鐵磁性材料拉伸疲勞的磁記憶信號研究.pdf

1、材料在變動負荷作用下發(fā)生失效的現(xiàn)象稱為疲勞，鐵磁性材料作為工程的常用材料，其失效對國民經(jīng)濟造成了重大損失。因此，如何對鐵磁性材料進行疲勞失效的有效檢測與評估受到人們的普遍重視，成為重要的研究課題。金屬磁記憶技術(shù)作為一種新型的無損檢測技術(shù)能夠?qū)υ嚰膽?yīng)力集中區(qū)和缺陷進行檢測，在缺陷與疲勞損傷檢測和壽命評估方面具有重大應(yīng)用意義和廣泛的應(yīng)用前景。
　　疲勞破壞的研究可以從斷裂力學(xué)入手，從裂紋萌生、擴展與斷裂三個階段進行壽命的評估。也可以

2、從損傷力學(xué)角度，通過對損傷度的評估預(yù)測壽命。
　　本文首先介紹了裂紋萌生與發(fā)展的階段，并引入了損傷力學(xué)的Miner線性累計損傷理論作為有限元分析的基礎(chǔ)。從能量最低原理給出了磁記憶產(chǎn)生的原理，并利用磁偶極子模型計算了試件缺陷深度和寬度對磁記憶信號的影響。
　　其次，設(shè)計了拉伸疲勞試驗。結(jié)合現(xiàn)有的高頻疲勞試驗機和磁記憶信號測試系統(tǒng)，規(guī)定了試件的規(guī)格、材質(zhì)、缺陷和載荷，并給出了磁記憶信號的測量方法與理論依據(jù)。
　　進一步的，

3、利用MSC.Fatigue軟件進行了各試件的損傷與壽命分析，得到了試件應(yīng)力集中區(qū)分布及其壽命與損傷云圖，從云圖中可以發(fā)現(xiàn)試件疲勞發(fā)展的三個階段。
　　在磁記憶信號分析方面，從試驗數(shù)據(jù)分析了磁記憶信號與應(yīng)力之間的關(guān)系，得到了試件曲線和點的磁記憶信號變化規(guī)律，其對應(yīng)仿真分析得出的疲勞分析發(fā)展的三階段，并且在點測結(jié)果中發(fā)現(xiàn)了斷前的明顯特征。
　　最后分析了夾具、載荷和材質(zhì)對磁記憶信號的影響，并利用磁疇理論進行了分析解釋。