磁記憶檢測原理及其應用技術的研究.pdf

1、隨著科學技術的快速發(fā)展，人們對產品質量的要求越來越高，構件的質量檢測由常規(guī)的宏觀缺陷檢測發(fā)展到缺陷源的早期診斷。國外學者經(jīng)過潛心研究，于二十世紀九十年代提出一種新的檢測技術—磁記憶檢測技術。與常規(guī)檢測技術相比，磁記憶檢測技術具有快速、無外加磁場及檢測成本低等優(yōu)點。但由于該技術發(fā)展歷史短暫，從技術原理到檢測裝備研發(fā)，再到實際應用，還有許多問題尚待研究。本文結合中國南方機車車輛集團公司科技項目“磁記憶技術在鐵道車輛重要件檢測中應用研究”(2

2、004 NCK 057)，對磁記憶檢測技術原理、裝備研發(fā)及實際應用中的若干關鍵技術進行了理論與實際應用研究，深化了對磁記憶技術的理解和認識，開發(fā)了磁記憶檢測裝備和磁記憶檢測數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)軟件，為磁記憶檢測技術的實際應用提供了技術保證。 磁記憶檢測的原理實際上是磁彈性和磁機械效應共同作用的結果。依據(jù)鐵磁學原理，探討了地磁效應使鐵磁構件產生磁性的機理，研究了鐵磁構件在磁彈性及磁致伸縮效應的共同作用下產生磁記憶效應的機理。解釋了磁記憶技

3、術能夠檢測、確定構件缺陷及應力集中部位的原因。研究認為磁記憶檢測技術是對鐵磁構件進行早期診斷唯一行之有效的無損檢測方法。 基于磁記憶檢測技術原理，設計了磁記憶檢測裝置的工作原理及內部結構組成。提出了既可以檢測記錄Hp (y)值，也能夠記錄漏磁場梯度變化值的設計思路，方便了檢測人員對檢測構件的分析判斷。另外，對檢測裝置的硬件電路和軟件系統(tǒng)及檢測探頭分別進行了分析研究和設計，特別是對檢測探頭的關鍵組成——磁敏傳感器進行了詳細分析研究

4、，最終設計制造出了磁記憶檢測裝置，并成功實現(xiàn)了產品化。 結合磁記憶檢測技術數(shù)據(jù)記錄特征，并根據(jù)VB編程語言理論，開發(fā)了基于Microsoft Windows的迅速、簡便、功能全面的磁記憶檢測數(shù)據(jù)處理軟件系統(tǒng)。該數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)可以將數(shù)據(jù)記錄導入特定的數(shù)據(jù)庫，對數(shù)據(jù)記錄進行方便的管理，還可以與通用的excel進行交互，最終將數(shù)據(jù)記錄以直觀形象的方式進行多種圖表類型的顯示，并可以進行一些數(shù)學的分析，為深入研究磁記憶技術的實際應用提供了科

5、學工具，具有很大的實際應用價值。 通過試驗及實際應用研究、分析，認為對于特定構件，一定存在判斷該構件存在缺陷或存在應力集中及潛在缺陷的漏磁場梯度值，提出了以漏磁梯度值作為判據(jù)來判斷構件存在缺陷或應力集中及潛在缺陷的新方法。 在對部分試樣的應力狀態(tài)進行ANSYS有限元分析后，進行了拉伸試驗和磁記憶檢測試驗。并在不同缺陷試件、不同檢測路徑、不同檢測方向、不同材質鋼材對磁記憶檢測影響的試驗研究的基礎上,歸納出了一些對實際應用非

6、常有指導意義的結論，并對結論進行了理論分析研究。通過分析，認為構件的應力集中與應變會導致所在部位的漏磁場出現(xiàn)規(guī)律性的變化，即應力集中處漏磁場的梯度具有最大值，而且塑性較差、屈強比較高的材料更容易在缺陷處產生大的漏磁場梯度值。另外，隨著軸向拉伸力的增大，試樣缺陷處漏磁場的法向分量的最大值Hp(y)max減小，最大漏磁梯度值減小，塑性變形后下降趨緩，但更為穩(wěn)定。 通過磁記憶技術在鐵道機車車輛車輪輻板孔、鉤體、鉤舌、鉤尾框等重要構件及