弱磁场下力磁效应问题研究

摘要

长期以来工业领域中的大型铁磁性设备、部件由于静载荷、循环载荷所造成损伤破坏的案例屡见不鲜,已引起了各界的广泛关注。随着科技水平的提高,铁磁性部件塑性变形和疲劳损伤的无损检测与评估方法也不断发展,其中,新兴的金属磁记忆检测技术就是最有效的方法之一。因此本文采用该技术对铁磁性设备、部件塑变状态和疲劳损伤进行应力应变状态检测评估。
　　本文首先研究了塑性变形对磁化状态的影响,通过理论研究得出塑性变形下地磁场、塑性变形引起磁化的规律。外场的作用使磁畴向易于磁化的方向移动,而塑性变形阶段由于晶格运动而产生的位错变化、残余应力和塑变形能,对磁化都产生了直接影响。结合J-A模型,建立了磁-塑性变形之间的关系模型。为了验证这个关系模型,对Q235钢和45号钢进行了单向拉伸试验,测试了塑性变形阶段磁化随应变量的变化情况,分析了磁信号的变化原因和影响因素。实验结果显示建立的关系模型很好的解释了塑性变形初期磁化突然下降的现象。进一步地,本文还研究了另外的一种变形状态,即循环应力-应变状态。改进了J-A模型,在分析循环应力下的磁化特征的基础上,构建了磁化强度M趋向的稳定状态M。并在此基础上设计了Q235钢的拉-拉疲劳实验,分析磁0信号随应力的变化特征、磁信号随疲劳损伤的变化特征以及磁信号分布变化特征。单个循环内磁信号沿环线变化,并且环线随循环载荷不同而不同,验证了稳定状态0M构造的合理性。疲劳过程中磁信号的变化规律及分布特征可用改进的J-A模型来解释,验证了改进J-A模型的合理性。

目录

摘 要

Abstract

目 录

第 1 章 绪 论

1.1 课题背景及目的意义

1.2 国内外研究现状

1.3 存在的问题

1.4 主要研究内容

第 2 章 磁记忆技术的力磁机理

2.1 引言

2.2 物质的磁化

2.3 磁畴结构的影响因素

2.4 J-A 理论模型

2.5 本章小结

第 3 章 静载荷下力-磁关系研究

3.1 引言

3.2 弹性应力下力-磁关系简述

3.3 塑性应力下的磁-塑关系模型构建

3.4 静载拉伸实验

3.5 本章小结

第 4 章 循环载荷下力-磁关系研究

4.1 引言

4.2 循环载荷下材料的磁化特点

4.3 循环应力状态下的力-磁模型构建

4.4 拉伸疲劳实验

4.5 本章小结

结 论

参考文献

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致 谢