基于矫顽力特性的钢板应力检测技术.pdf

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1、2016焦仪表技术与传感器2016第11期InstrumentTechniqueandSensorNo．11基于矫顽力特性的钢板应力检测技术杨理践。吕铮，高松巍(沈阳工业大学信息科学与工程学院，辽宁沈阳110870)摘要：矫顽力是铁磁性材料磁滞回线的一个重要参数，当材料受到应力作用而发生形变时，材料的磁畴结构发生变化，矫顽力会发生变化，因此矫顽力可以反映材料的受力状态。研究了钢板矫顽力测量机理。设计了钢板矫顽力测量系统，使用U型传感器对不同应力作用下的钢板进行测量。结果表明：拉应力作用时，在平行于应力方向进行磁化，矫顽力变小；压应力作用时，在垂直于应力方向进行磁化，矫顽力

2、变小；随着应力集中的程度加深，矫顽力进一步变小。关键词：铁磁性材料；钢板；磁滞回线；矫顽力；应力检测中图分类号：TP273文献标识码：A文章编号：1002—1841(2016)ll一0031-04SteelPlateStressTestingTechniqueBasedonCoercivityCharacteristicsYANGLi-jian，LYUZheng，GAOSong—wei(SchoolofInformationScienceandEngineering，ShenyangUniversityofTechnology，Shenyang110870，China)A

3、bstract：Coercivityisoneoftheimportantparametersofhysteresisloopofferromagneticmateria1．Whenthematerialissub-jectedtostressanddeformationoccurs，thedomainstructureofmaterialandthecoercivitywillchange，therefore，thecoercivitycanreflectthestressstateofthemateria1．Themeasuringmechanismofthecoer

4、civityofsteelplatewasstudied，themeasurementsystemofthecoercivityofsteelplatewasdesignedandtheUtypesensortomeasurethesteelplateunderdifferentstresseswasused．Theresultsindicatethatattheactionoftensilestressandmagnetizedinthedirectioninparalleltothestress，thecoercivitybecomessmaller．Andatthe

5、actionofcompressivestressandmagnetizedinthedirectionperpendiculartothestress，thecoercivitybecomessmaller．Withtheincreaseofstressconcentration，thecoercivityisfurtherreduced．Keywords：ferromagneticmaterials；steelplate；hysteresisloop；coercivity；stressdetection0引言值[7]。研究表明，当材料的磁畴结构发生变化时，矫基于矫顽力

6、的应力检测技术是一种检测铁磁性顽力也会发生相应的变化，因此测量材料的矫顽力，材料应力集中区域的无损检测技术⋯，传统的无损检分析其与应力之间的关系，对实现铁磁性材料应力集测技术主要是针对宏观缺陷。无法对应力集中这类内中区域检测具有重要意义。损伤进行有效的检测．该方法通过对材料磁特性的研1测量原理究。可以确定被测材料应力集中区域和程度，实现对磁滞回线是描述铁磁性材料磁化强度和外加磁铁磁性材料构件损伤的早期诊断[2]。场的曲线，即一日曲线，在测量过程中需要采集材料铁磁陛材料内部存在自发磁化的小区域．即磁磁化强度信号和外加磁场强度信号，这就需要将磁场畴，它是研究铁磁性材料磁学特性

7、的基础【3]。当材料信号转换成可以测量的电信号。由于螺线圈中通过因为外加载荷的作用而发生形变时．材料内部的磁畴交变电流可以产生交变电磁场，因此采用螺线圈作为结构发生变化，畴壁出现不可逆位移，磁矩发生转动，激励线圈对磁路进行励磁[8；在交变磁场的作用下，导致材料的磁学特性发生变化[4]。磁滞回线是铁磁磁路的磁化强度会发生变化，将螺线圈放置在变化的性材料特有的磁学特性。它是一条描绘材料的磁化强磁场中可以产生感应信号．因此采用螺线圈作为检测度与外加磁场日之间关系的闭合曲线[6]．矫顽力线圈测量材料的磁化强度。日，表示当材料的磁化强度