基于铁磁性材料矫顽力的应力检测技术研究

《基于铁磁性材料矫顽力的应力检测技术研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、沈阳工业大学硕士学位论文基于铁磁性材料矫顽力的应力检测技术研究BasedontheCoercivityofFerromagneticMaterialStressDetectingTechnology作者：周玙单位：信息科学与工程学院指导教师：杨理践教授单位：沈阳工业大学协助指导教师：单位：单位：论文答辩日期：2015年2月28日学位授予单位：沈阳工业大学摘要管道、桥梁等钢铁材料的应用范围越来越广泛，意味着铁磁性材料在国家的经济发展中占据越来越重要的地位。管道输送能源具有成本低、安全性高及供给稳定等

2、优点，桥梁的建设为人们提供了舒适和便捷的运输、出行条件。如何更好的维护在役管道、桥梁等钢铁构件，有效预防由于应力集中导致的构件失效等问题成为关键。在各种磁特性参数中，矫顽力的测量受外界干扰较小，通过测量材料矫顽力实现对应力集中区的检测有重要意义。本文主要研究了铁磁性材料的理论基础，包括铁磁性材料的磁畴结构、技术磁化过程、矫顽力等。为充分证明基于矫顽力的应力检测的可靠性，研究了应力对铁磁性材料矫顽力的影响：通过公式推导了应力对铁磁性材料磁化强度取向的影响；阐述了应力引起的铁磁性材料内部能量的变化，能

3、量的增加会阻碍畴壁的移动，从而影响铁磁性材料的矫顽力。本文以钢板的应力检测为研究对象，通过测量钢板的矫顽力实现对应力集中区的检测。实验采用电磁检测的原理，在叠加的U型硅钢片上缠绕激励线圈和检测线圈作为检测探头，与钢板的被测部分构成闭合磁路，从而实现对钢板磁滞回线的测量，得到材料的矫顽力。激励线圈中通以一定频率、幅值的正弦交流信号，同时接入一个采样电阻，采集电阻两端的电压得到与磁场强度H成正比的电信号；在检测线圈接入由电阻、电容组成的积分电路，通过检测电容两端的电压得到与磁感应强度B成正比的电信号。

4、分别将采集到的两个电信号接到示波器的X、Y输入端，激励电流变化一个周期，由示波器描绘出被测钢板的磁滞回线，磁滞回线与横轴坐标的交点即为材料的矫顽力。实验分别对存在不同大小应力的钢板进行检测，观察其磁滞回线的形状，得到矫顽力并进行比较。实验结果表明：外力使钢板内部产生应力，导致了矫顽力的减小，且随着应力的增加，材料的矫顽力减小，即铁磁性材料的矫顽力与所受应力的大小成反比。因此，通过测量铁磁性材料的矫顽力可以实现对应力集中区域的检测。关键词：铁磁性材料，应力集中，磁畴结构，矫顽力，磁滞回线IAbstr

5、actIronandsteelmaterialsuchaspipelineandbridgeismoreandmorewidelyapplied,anditmeanstheferromagneticmaterialsoccupyismoreandmoreimportantinthenationaleconomydevelopmentstatus.Pipelinetransportationenergyhastheadvantagesoflowcost,highsafetyandstablesupp

6、ly,andbridgeconstructionprovidespeopleacomfortableandconvenienttransportationandtravelconditions.Itisthekeytohowtosafeguardthesteelstructuresasin-servicepipelineandbridgebetter,andtopreventtheproblemofstressconcentrationcausedbycomponentfailureeffecti

7、vely.Invariousmagneticparameters,Measurementofthecoercivityforcehassmallerexternaldisturbance,andthereisimportantsignificanceofdetectionbymeasuringthecoercivityforceofmaterialforthestressconcentrationarea.Thispapermainlystudiesthebasictheoryofferromag

8、neticmaterial,includesaferromagneticmaterial,themagnetizationprocessofdomainstructuretechnology,andcoercivityforce.Inordertofullyprovethatthecoerciveforceisbasedonreliabilityofstressdetection,thispaperhasstudiedtheeffectsthecoercivityforceinfe