基于材料磁特性的結(jié)構(gòu)疲勞損傷磁測(cè)方法研究.pdf

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1、第38卷第6期儀器儀表學(xué)報(bào)Vol38No62017年6月ChineseJournalofScientificInstrumentJun.2017基于材料磁特性的結(jié)構(gòu)疲勞損傷磁測(cè)方法研究辛偉,丁克勤(中國(guó)特種設(shè)備檢測(cè)研究院北京100029)摘要:結(jié)構(gòu)疲勞損傷測(cè)量和評(píng)估方法的研究是一個(gè)難點(diǎn)。由于疲勞損傷伴隨材料磁特性的變化,且磁測(cè)法測(cè)量簡(jiǎn)單方便,所以利用材料磁特性測(cè)量和評(píng)估結(jié)構(gòu)的疲勞損傷具有實(shí)際意義。以Q235鋼為試件,通過構(gòu)建疲勞損傷磁測(cè)試驗(yàn)平臺(tái),研究了循環(huán)應(yīng)力下,基于磁滯回線的結(jié)構(gòu)疲勞損傷磁

2、測(cè)法。結(jié)果表明,疲勞損傷不同,磁滯回線也不同。提取磁滯回線的矯頑力Hc和剩磁Br作為特征量進(jìn)行分析,結(jié)果顯示,試件失效前的疲勞過程大致分為兩個(gè)階段:首先是Hc和Br的快速增大階段,該階段的Hc和Br?qū)ζ趽p傷的靈敏度較高;然后是Hc和Br的變化緩慢階段,該階段的Hc和Br?qū)ζ趽p傷的靈敏度較低。最后分析了Hc和Br與疲勞累積損傷D的變化關(guān)系,能夠?yàn)榻Y(jié)構(gòu)疲勞損傷的定量評(píng)估及在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的研究提供基礎(chǔ)。關(guān)鍵詞:疲勞損傷;磁滯回線;矯頑力;剩磁;特征量中圖分類號(hào):TH87TG115文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)

3、學(xué)科分類代碼:430.25MagneticmeasurementmethodonstructurefatiguedamagebasedonthematerialmagneticcharacteristicsXinWei,DingKeqin(ChinaSpecialEquipmentInspectionandResearchInstitute,Beijing100029,China)Abstract:Themethodofmeasurementandaccurateassessmentofstruc

4、turalfatiguedamageisachallengingissue.Intheprocessofstructuralfatiguedamage,materialmagneticpropertieschanges,andthemagneticmeasurementissimpleandconvenient.Hence,itissignificanttodetectstructurefatiguedamageusingthechangeofmaterialmagneticproperties.

5、UsingQ235steelastestsample,thisworkfocusesthemagneticmeasurementmethodofstructurefatiguedamagebasedonhysteresisloopundercyclictensilestress,inwhichthetestplatformissetup.Theresultsshowthatthehysteresisloopchangeswhenthefatiguedamageisdifferent.Thecoer

6、civeforceHcandremanenceBrofthehysteresisloopareextractedasfeatureparameters.Theanalysisresultsindicatethatthewholefatigueprocesscanberoughlydividedintotwostagesbeforethespecimenfailure.HcandBrriserapidlyinthefirststage,whosesensitivityofthefatiguedama

7、gearehigher.Comparatively,HcandBrchangeslowlyinthesecondstage,whosesensitivityofthefatiguedamagearelower.Finally,thequantitativerelationshipsofHc,BrandfatigueaccumulationdamageDareanalyzed.Theproposedmethodcanprovidequantitativeevaluationofthestructur

8、alfatiguedamageandonlinemonitoringtechnology.Keywords:fatiguedamage;hysteresisloop;coerciveforce;remanence;characteristics計(jì),在各類機(jī)械零部件的失效中,大約80%以上是由疲1引言勞損傷破壞引起的。特別是近些年,隨著機(jī)械向高速和大型化方向發(fā)展,機(jī)械的工作應(yīng)力越來越高,工作條件越隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展,疲勞損傷問題已廣泛存在于來越惡劣,使得疲勞損傷破壞更趨于頻繁。為避

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