疲劳断裂试件磁记忆检测结果及分析.pdfVIP

维普资讯 大 庆 石 油 学 院 学 报 第 29卷 第 4期 2005年 8月 JOURNA1OFDAQING PETRO1EUM INSTITUTE Vo1．29 No．4 Aug． 2005 疲劳断裂试件磁记忆检测结果及分析 王文江 ，戴 光 (1．大庆石油学院 机械科学与工程学院 ，黑龙江 大庆 163318； 2．大庆油 田技术培训中心 ，黑龙江 大庆 163255) 摘 要：根据磁效应机理 ．分析了地磁场和检测环境对疲劳试件磁记忆检测结果 的影响，以及试件断裂前后磁记忆 检测信号的变化．理论分析和实验结果表 明：地磁场和检测环境对检测结果会产生较大影响，检测时应尽可能将试件东 西方向放置；疲劳试件断裂前后的磁记忆信号的幅值和过…0线将发生变化． 关 键 词：磁效应 ；疲劳；地磁场 ；应 力集 中；磁记忆 中图分类号：TG1l5．28 文献标识码 ：A 文章编号 ：l000一l89l(2005)04—0083一O3 8O 在役机械设备的破坏是 由疲劳失效引起．传统的无损检测手段只能发现现实缺陷，无法对设备 进行早期诊断和预报．金属磁记忆法通过检测设备构件 中的应力集中，可实现早期诊断 ，其 中对疲劳试 件断裂前后磁记忆信号的分析是该技术能否应用于实际检测的关键． 1 磁记忆效应机理 铁磁性材料磁化的方式分为硬磁化、软磁化 (即电磁磁化 )和力磁化．金属磁记忆效应属于力磁化 ，其 检测原理是基于铁磁构件在运行时受工作载荷和地球磁场共同作用 ，在应力和变形集 中区域 内会发生具 有磁致伸缩性质的磁畴组织定向和不可逆的重新取向．这种磁状态的不可逆变化在工作载荷消除后不仅 会保留，还与最大作用应力有关 ，即产生与作用应力相对应的磁记忆 ，它是磁致伸缩效应的逆过程 ]．金 属磁记忆效应的产生需要地球磁场和往复应力．试样受到应力作用时的有效场 H 为 H一H。十 十Ha—H。十 +3a『]， (1) 式 中：H。为地磁场强度 ；H 为应力贡献的磁场强度 ；M 为磁化强度 ；a为分子场参数 ；／1。为真空磁导率； 为磁致伸缩系数． 地球磁场既是磁记忆效应的激励源 ，又是检测环境磁场的主要部分_l3川． 2 断裂前后磁记忆检测结果 2．1 理论推导 设磁荷球的半径为 ，一．磁荷在半径为 、厚度为 dx的球壳空间内正磁荷球的磁阻 dR+为 dR+一 ． (2) 4／I32 ／1o 若空间范围从 ，一至 ，一，则正磁荷球在此空间的总磁阻R+为 一 Idx一 (一)· (3) 当 的数值很大时 ，磁荷球向比其半径大得多的空间辐射磁力线，可得 收稿 日期 ：2004一ll—l7；审稿 人：李 伟 ；编辑 ：任志平 基金项 目：黑龙江省 自然科学基金项 目(E0l—l4) 作者简介 ：王文江(1964一)，男 ，博士生 ，讲师 ，主要从事现代检测技术方面的研究 维普资讯 大 庆 石 油 学 院 学 报 第 29卷 2005年 o R+一 (4nr)～ ． 正 、负磁荷球的总磁阻R为 oR 一 (2nr)～． 总磁导 P为 P 一 2兀 0．