x80管线钢疲劳损伤的磁记忆检测试验研究

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1、中图分类号：TP273学校代码：10216UDC：621.3密级：公开工学硕士学位论文X80管线钢疲劳损伤的磁记忆检测试验研究硕士研究生：张世亮导师：郭奇教授申请学位：工学硕士学科专业：化工过程机械所在单位：环境与化学工程学院答辩日期：2015年5月授予学位单位：燕山大学ADissertationinChemicalProcessEquipmentTestresearchonfatiguedamageofX80pipelinesteelbymagneticmemorymethodsbyZhangShiliangSupervisor

2、：ProfessorGuoQiYanshanUniversityMay,2015燕山大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文《X80管线钢疲劳损伤的磁记忆检测试验研究》，是本人在导师指导下，在燕山大学攻读硕士学位期间独立进行研究工作所取得的成果。据本人所知，论文中除已注明部分外不包含他人已发表或撰写过的研究成果。对本文的研究工作做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明。本声明的法律结果将完全由本人承担。作者签字日期：年月日燕山大学硕士学位论文使用授权书《X80管线钢疲劳损伤的磁记忆检测试验研究》系

3、本人在燕山大学攻读硕士学位期间在导师指导下完成的硕士学位论文。本论文的研究成果归燕山大学所有，本人如需发表将署名燕山大学为第一完成单位及相关人员。本人完全了解燕山大学关于保存、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部门送交论文的复印件和电子版本，允许论文被查阅和借阅。本人授权燕山大学，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文，可以公布论文的全部或部分内容。保密□，在年解密后适用本授权书。本学位论文属于不保密□。（请在以上相应方框内打“√”）作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日摘要疲劳破坏是各种机械构件失效的主要形式之一，

4、据统计70%左右是属于疲劳断裂失效，其特点是失效前无明显的塑性变形就发生脆断，危害性不言而喻。常规无损检测方法对于已成形的缺陷能进行有效检测，但对于在役金属设备及构件疲劳的早期损伤，尤其是尚未形成微观裂纹和隐性损伤，难以实现有效的评估。然而，在工程实际中我们更希望对构件应力集中位置和构件的疲劳寿命进行预判，而并非发生破坏后再进行分析。磁记忆检测技术以其独特的检测理念，正逐渐被用在铁磁性金属构件早期损伤阶段的无损检测，但应用于高级别管线钢的疲劳检测，尚未见报道。需进行大量有针对性的试验研究工作。本文首先对化工机械行业常用材料Q345

5、R进行静载拉伸试验下磁记忆信号检测的研究工作。针对目前国内部分学者认为磁信号并不能保证构件在零值点部位存在缺陷这一问题，本课题进行了深入探讨，并提出了较可靠的评判特征值。随后对预制缺口的X80管线钢平板试件在三级应力水平下进行了拉-拉疲劳试验和磁记忆信号检测，研究了整个疲劳试验过程中磁记忆信号的变化特征，分析了试件缺陷部位的判定方法，提出了量化试件疲劳损伤程度的特征量。试验分析表明：磁记忆技术能够检测高级别管线钢的疲劳损伤，但判别的准确性要受到加载条件和试件状况等因素的影响；磁记忆信号梯度值K可有效表征试件应力集中部位；梯度极大值

6、Kmax随疲劳次数的增加而增大，反映了试件的疲劳损伤程度，在一定程度下可定量分析试件的疲劳寿命。此外，本文还将BP神经网络方法与试验数据分析结合起来，克服了单一技术的缺陷。结果表明将BP网络应用到试件疲劳损伤状态的识别是有效可行的。关键词：磁记忆；X80管线钢；疲劳试验；应力集中；磁信号；神经网络IAbstractFatiguefailureisoneofthemostimportantcomponentsintheformofavarietyofmechanicalfailureofcriticalzero,accordingt

7、ostatistics,about70%werefatiguefracturefailure,whichischaracterizedbynoplasticdeformationbeforefailureoccurs,theoccurrenceofbrittlefracture.It'sgreatdanger.ConventionalNDTmethodsformacroscopicdefectsalreadyformedcanbeeffectivelydetected,butformetalequipmentandcomponen

8、tsinserviceearlyfatiguedamage,hiddendamagehasnotyetformed,especiallymicro-cracks,itisdifficulttoachieveeffectiveassessment.H