基于磁记忆的建筑钢结构焊接试件拉伸试验研究

摘要

日前，我国钢结构建筑蓬勃发展，钢结构建筑越来越多，而钢结构之间的连接有很大一部分采用的是焊接连接方式，在焊缝施工中和结构使用过程中难免会出现缺陷和损伤，这都会使结构的安全性和耐久性大大降低，因此，如何识别这些缺陷和损伤，在整个钢结构建筑中就显得尤为重要。金属磁记忆检测技术至今发展了二三十年，对结构是否存在缺陷能够做出有效判断，研究表明其对焊缝的质量检测也是适用的。目前金属磁记忆检测技术对焊缝缺陷的判断还处在初级阶段。
　　本文通过Q345钢材拉伸试验，利用金属磁记忆检测仪EMS-2003进行检测，分析比较有缺陷试件和无缺陷试件在各级荷载下漏磁场信号的变化规律，结合金属磁记忆检测原理，分析应力和漏磁场信号之间的关系，找出可以判断试件有无缺陷的依据，试验结果表明，在试件拉伸过程中，磁信号随着荷载的增大而增大，信号梯度值也随着增大，无缺陷试件没有“峰-峰值”，而有缺陷试件出现“峰-峰值”，且“峰-峰值”随荷载呈线性变化，在弹性阶段和塑性阶段之间出现“拐点”，可以作为确定试件是否有缺陷的依据，以及是否从弹性阶段进入到塑性阶段。有缺陷试件的“峰值宽度”在整个加载的过程中都保持很好的稳定性，“峰值宽度”在20~30mm之间，可用来确定缺陷的位置。通过对比有缺陷试件和无缺陷试件表面磁场信号，分析焊缝缺陷与磁信号之间的关系，都有过零点现象，但是位置不固定。断裂后，试件的磁信号呈现出相同的变化规律，在裂缝处两边的信号幅值增大符号相反，可以用来确定试件裂缝位置。
　　另外，本文还利用信息熵的理论对试验结果进行了分析，得出有缺陷试件和无缺陷试件的相对谱熵带和奇异谱熵带都能有效的区分，可以用来判断试件是否存在缺陷。通过以上试验结果，可以得出金属磁记忆检测方法可以有效识别焊缝的缺陷，是一种切实可行的方法。

目录

1绪论

1.1学术背景及研究意义

1.2常规无损检测方法及其特点

1.3金属磁记忆检测技术概述

1.4本文研究的内容及意义

2金属磁记忆检测的理论基础

2.1地球磁场因素

2.2物质磁性的分类及特征

2.3铁磁物质的基本特性

2.4 磁记忆检测原理

2.5金属磁记忆法的优点

3建筑钢结构焊接试件拉伸试验

3.1引言

3.2试验方案设计

3.3本章小结

4建筑钢结构焊接试件拉伸试验结果与分析

4.1引言

4.2试验过程

4.3初始阶段的试验结果与分析

4.4弹性阶段的试验结果与分析

4.5塑性阶段的试验结果与分析

4.6断裂阶段的试验结果与分析

4.7本章小结

5基于信息熵的焊缝磁记忆试验结果分析

5.1引言

5.2磁记忆信号的信息熵

5.3基于熵和D-S理论的焊缝缺陷识别

5.3磁记忆信号的熵带及信息熵的期望值

5.4 本章小结

6结论与展望

6.1结论

6.2展望

致谢

参考文献