基于力/磁耦合作用的再制造构件磁记忆检测研究

摘要

对典型构件的再制造修复,日益成为制造行业迫切而紧迫的课题。对在役铁磁性构件的无损检测是再制造的一个必备环节,将决定构件能否再制造。常规的无损检测方法不能实现早期预警,对微观缺陷和尚未成形的缺陷无能为力。磁记忆技术可以完成对构件的早期探伤,预防事故的发生,磁记忆检测能为再制造提供有力的检测方法与工具。
　　本文研究力磁耦合条件下再制造构件表面的磁记忆信号,主要内容如下:
　　(1)研究铁磁性材料表面产生的漏磁场,从理论上分析了缺陷的尺寸与外加磁场对漏磁场的影响。研究表明:缺陷尺寸与外加磁场均影响漏磁场的分布特征。
　　(2)以Q345钢为对象,研究铁磁性构件在疲劳载荷下外加磁场对金属磁记忆信号的影响,探索了金属磁记忆现象的物理本质,为金属磁记忆技术的定量化研究提供数据。研究表明:在相同的外加磁场下,随着循环次数的增加,磁记忆信号法向分量及其梯度值增大;当外加磁场增大时,检测到的磁记忆信号法向分量峰值及其梯度值增大,磁场梯度峰值随循环次数的增大而增大。
　　(3)以Q275钢为对象,研究铁磁性构件在拉伸载荷下外加磁场对金属磁记忆信号的影响。研究表明:在拉伸力作用下,磁记忆信号不仅与应力有关,而且与饱和磁化强度、地磁场、外加磁场、有效域密度及试件的初始磁状态等有关。
　　(4)以退役驱动桥壳为对象,研究面向再制造的结构件磁记忆检测方法,首先对桥壳材料标准件进行疲劳试验,接着对一系列退役驱动桥壳进行变形量和表面磁记忆信号检测,建立退役桥壳损伤的磁记忆检测判据。研究表明:施加载荷前桥壳表面的初始磁状态不同,施加载荷后磁记忆信号呈现规律性的变化;磁记忆信号法向分量梯度峰值与桥壳的变形量有对应关系。

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第一章 绪 论

1.1 研究背景及意义

1.2本文的研究内容及组织

1.3本章小结

第二章 磁记忆检测技术基本知识

2.1 物质的磁性

2.2 磁各向异性与磁滞伸缩

2.3 磁畴理论

2.4 磁记忆技术国内外发展现状

2.5 本章小结

第三章 漏磁场理论及影响因素研究

3.1 漏磁场理论分析

3.2 磁记忆信号的影响因素理论研究

3.3 本章小结

第四章 外加磁场对铁磁性结构磁记忆信号的影响

4.1 引言

4.2 试验部分

4.3 本章小结

第五章 外加磁场条件下铁磁性材料拉伸试验研究

5.1引言

5.2 试验方案

5.3 试验流程及结果

5.4 讨论

5.5本章小结

第六章 典型再制造构件桥壳损伤检测

6.1引言

6.2试验

6.3 检测结果及分析

6.4 本章小结

第七章 总结与展望

7.1 工作总结

7.2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况