發(fā)布時間：2016-12-23 07:05

  本文關鍵詞：油氣管道的磁記憶檢測技術應用及其對比性定量的初探，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《北京交通大學》 2011年

鐵磁材料不同變形階段自發(fā)漏磁信號特征研究

鄧博  

【摘要】：鐵磁材料是由大量磁疇結構組成的。由于磁機械效應,殘余內應力或外加載荷會導致鐵磁材料宏觀磁性質發(fā)生改變。上述磁—機械耦合效應是各類磁無損檢測的物理基礎。傳統磁無損檢測技術往往適用于宏觀缺陷的檢測,但無法檢測材料性能退化和早期損傷。 金屬磁記憶是一種新型的被動式的磁無損檢測技術。相比較傳統磁無損檢測技術,金屬磁記憶具有眾多優(yōu)點。例如,這是一種被動式磁檢測技術,獲得的是被測試件自身的漏磁場信息；無需外加磁化源,利用的地球磁場作為激勵源；此外,該技術可同時檢測宏觀缺陷和材料早期損傷。但是,作為一種新型無損檢測技術,目前系統的實驗數據和相應的理論模型均尚未建立,僅依據兩個定性判據確定可能的危險區(qū),而具體缺陷特征必須依據其他方法進一步確定。本文擬對鐵磁材料缺陷處漏磁特征開展系統的實驗和數值研究。主要內容如下： 實驗方面,開展了Q235鋼單向拉伸和壓縮加載過程中的漏磁檢測。結果發(fā)現,單向拉伸條件下利用漏磁信號幅值及其梯度變化能夠有效確定不同變形階段,但在整個壓縮階段漏磁信號變化不明顯。此外,相比較漏磁幅值,其梯度是一個更為敏感的參數。實驗同時證實可以利用漏磁信號有效區(qū)分材料塑性變形和斷裂。 數值研究方面,本文利用ANSYS有限元電磁計算軟件對缺陷處漏磁信號分布開展了系統的二維數值模擬,考慮了眾多影響因素對漏磁分布的影響,其中包括考慮變形階段(彈性、塑性、斷裂),幾何特征(缺陷寬度、深度、埋深)及測試條件(傳感器提離值)等。 相關研究結果對金屬磁記憶技術的發(fā)展及其工程應用具有重要意義。

【關鍵詞】：
【學位授予單位】：北京交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2011
【分類號】：O482.5
【目錄】：

致謝5-6

中文摘要6-7

ABSTRACT7-9

目錄9-11

第1章 緒論11-22

1.1 引言11

1.2 研究背景及課題來源11-14

1.2.1 研究背景11-14

1.2.2 課題來源14

1.3 傳統電磁無損檢測技術14-16

1.4 金屬磁記憶檢測技術16-20

1.4.1 金屬磁記憶檢測原理16-17

1.4.2 金屬磁記憶檢測的特點17

1.4.3 金屬磁記憶檢測設備17-18

1.4.4 金屬磁記憶法國內外研究現狀18-20

1.4.5 金屬磁記憶檢測存在的問題20

1.5 本文研究內容20-22

第2章 磁機械效應的基本物理原理22-32

2.1 引言22

2.2 鐵磁物質的磁化和磁滯22-23

2.3 磁晶各向異性和磁致伸縮23-26

2.4 磁疇結構26-29

2.5 磁機械效應29-30

2.6 鐵磁構件的磁記憶效應30-31

2.7 本章小結31-32

第3章 鐵磁材料漏磁信號的實驗研究32-43

3.1 引言32

3.2 實驗方案設計32

3.3 材料及實驗設備32-35

3.3.1 實驗材料32-34

3.3.2 實驗設備34-35

3.4 實驗步驟35

3.5 實驗結果35-41

3.5.1 拉伸試樣35-40

3.5.2 壓縮試樣40-41

3.6 本章小結41-43

第4章 不同變形階段自發(fā)漏磁場的有限元數值模擬43-63

4.1 引言43

4.2 缺陷漏磁場的有限元分析基本理論43-45

4.3 缺陷處漏磁場有限元模型的建立45-48

4.4 缺陷處漏磁場有限元計算結果分析48-62

4.4.1 初始條件有限元模擬分析48-53

4.4.2 彈性變形試件漏磁場有限元分析53-54

4.4.3 塑性變形試件漏磁場有限元分析54-61

4.4.4 斷裂試件漏磁場有限元分析61-62

4.5 本章小結62-63

第5章 結論與展望63-64

5.1 結論63

5.2 進一步工作的展望63-64

參考文獻64-68

作者簡歷68-70

學位論文數據集70

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