铁磁性金属材料的磁声发射研究

摘要

铁磁性金属材料在工程上应用广泛，例如桥梁、铁路、压力容器、客运索道、游乐设施等，铁磁性金属材料构成了国民经济建设和基本生活的重要基础设施。这些基础设施在服役的过程中由于重复性载荷产生疲劳伤损，甚至会出现断裂从而造成灾难性事故。因此对铁磁性金属材料微观结构和疲劳状态的检测至关重要。
　　磁声发射（Magnetomeehanieal Aeoustic Emission简称MAE）自1975年发现以来，已经发展成一种新的无损检测技术。40余年来，国内外的学者对MAE信号的产生机制、影响因素以及在工程上的应用作了细致的研究。本文就以磁声发射技术为手段，搭建磁声发射测试系统，设计MAE信号处理软件、静载拉伸试样和疲劳试样；探究试样静载拉伸下MAE信号变化规律和试样疲劳状态下MAE信号变化趋势。
　　本文首先从MAE信号产生机制、MAE信号影响因素、MAE检测技术应用现状三个方面论述MAE在国内外的研究现状。根据MAE研究现状和课题来源来确定本文的研究目标。
　　其次从声发射源、声波的传播、声发射信号处理、声发射技术应用四个方面阐述声发射技术原理、发展现状以及工程应用。
　　接着使用函数发生器、功率放大器、U型磁轭、声发射仪和示波器搭建MAE测试系统，提出MAE信号评估参数，并依据评估参数定义设计MAE信号处理软件。
　　然后设计Q235和Q345静载拉伸试样和疲劳试样，并通过Q235、Q345试样探究该MAE测试系统特性，包括不同磁轭对MAE信号重复性的影响、激励信号幅度和频率对MAE信号的影响、导磁耦合剂对MAE信号的影响、声发射传感器对MAE信号的影响、激励信号类型对MAE信号的影响。
　　最终设计静载拉伸实验和疲劳实验并分别测其MAE信号，探究拉伸力对MAE信号的影响、拉伸位移和MAE对应关系以及疲劳次数对MAE影响，得出MAE检测技术应用于应力监测和疲劳状态检测上的可能性。