應(yīng)力集中及疲勞損傷磁記憶檢測方法研究.pdf

1、金屬磁記憶檢測技術(shù)好比是中醫(yī)號脈診斷病人病情，其檢測過程中不需要外加激勵信號，通過探頭接收構(gòu)件本身反饋出來的信號（表面漏磁場）來對構(gòu)件應(yīng)力分布、內(nèi)部損傷進(jìn)行評價，該信號能真實(shí)有效的反映構(gòu)件內(nèi)部以應(yīng)力集中為特征的早期損傷。
　　本文基于電磁學(xué)和應(yīng)力-磁導(dǎo)率理論，利用ANSYS有限元軟件對20＃鋼試樣進(jìn)行應(yīng)力-磁效應(yīng)仿真。對不同試件、不同載荷、不同路徑的表面漏磁場數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，結(jié)果表明:磁記憶信號分布與應(yīng)力分布具有較好的對應(yīng)性，隨著應(yīng)

2、力集中程度的增加，磁記憶信號越明顯，數(shù)值越大。采用20＃鋼試樣進(jìn)行拉伸加載試驗(yàn)，結(jié)果表明：應(yīng)力集中程度高的缺陷周圍，表面磁記憶信號明顯，而應(yīng)力集中程度低的缺陷，表面磁記憶信號不明顯或者沒有磁記憶特征信號，仿真結(jié)果與試驗(yàn)相同。說明磁記憶信號能夠表征鐵磁材料以應(yīng)力集中為特征的區(qū)域，能夠?qū)θ毕莸奈：Τ潭冗M(jìn)行較好的評價。
　　對45＃鋼中心裂紋試樣和40Cr三點(diǎn)彎曲試樣在常溫常壓下進(jìn)行疲勞裂紋擴(kuò)展試驗(yàn)。在試驗(yàn)過程中，提取不同循環(huán)次數(shù)下裂紋

3、尖端表面磁記憶信號分布。通過統(tǒng)計分析和比較，提取了能夠反映材料疲勞損傷的磁記憶信號特征參量，該參量在整個裂紋擴(kuò)展中分為三個階段,其中45＃鋼中心裂紋拉伸疲勞試驗(yàn)中：第一階段（0-18萬次）磁記憶信號特征較快速度增加；第二階段（18-100萬次）穩(wěn)定緩慢增加；第三階段（100-109.2萬次）劇烈增加。通過分析發(fā)現(xiàn)，磁記憶信號特征參量與斷裂紋力學(xué)參量（裂紋擴(kuò)展速率dN da/、應(yīng)力強(qiáng)度因子范圍K?）之間有很好的相關(guān)性，利用兩者之間的相關(guān)性