机械工程学报

作者：曾少昔, 赵春田, 李红梅

单位：四川大学灾变力学与工程防灾四川省重点实验室 成都 610065

关键词：初始磁化状态,外加磁场强度,力磁耦合,有限元分析,漏磁检测；

基金：四川大学中央高校基本科研业务;四川大学引进人才启动(YJ202091)和四川省科技计划(2022JDGD0012)资助项目。

铁磁材料不同初始磁化状态对应力磁测有较大影响，因此需要被克服以提高磁测结果的鲁棒性。通过力磁耦合理论分析，适当地增大外加磁场强度H0能使铁磁材料初始磁化状态稳定且可控；同时，应力致磁化曲线上升段被稳定地约束在远小于一般工作荷载的40 MPa以内，其下降段随应力的增大呈现出近乎线性的变化规律。基于此，为明晰铁磁材料漏磁信号对拉伸应力σt的响应，进行了有多处截面几何宽度突变的Q235低碳钢板试件的单轴拉伸力磁耦合试验。通过有限元应力分析获得了不同荷载作用下试件的应力分布状态，进而分析了外加磁场强度H0和拉伸应力σt对漏磁信号法向分量Hp(z)的影响。研究结果表明：通过局部增强H0，在铁磁试件受检部位形成较为可控且稳定的局部磁通回路，能有效地克服金属磁记忆中铁磁试件初始磁化状态随机且多变、检测信号微弱和信噪比低等问题。引入影响系数φ综合反映σt对特征参数峰-峰振幅S(z)p-p的关联影响，在0 MPa≤σt≤168 MPa范围内，随着σt的增大，系数φ最大增加了18.4%。

来源：2024年第20期

《机械工程学报》期刊编辑部

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