基于金属磁记忆三维曲面相似度的疲劳损伤定量评估.pdf

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1、基于金属磁记忆三维曲面相似度的疲劳损伤定量评估罗龙清，史红兵，夏智。何美清(安徽省特种设备检测院，安徽合肥230041)摘要：金属磁记忆检测与评价技术通常对二维磁记忆信号曲线特征量进行分析，具有不错的应力集中或者缺陷表征能力。磁记忆信号三维曲面，具有更充分地信息量，能够更加客观充分地反映材料损伤和应力集中情况，因此，重点分析三维磁记忆信号曲面相似性随疲劳加载的变化规律。研究表明，应用金属磁记忆信号曲面相似系数来评估疲劳损伤程度是可行的。关键词：金属磁记忆；疲劳加载；三维曲面相似系数中图分类号：TH142；TG115．28文献标志码：B文章编号：1001—4837(2016)01—

2、0062—05doi：10．3969／j．issn．1001—4837．2016．01．011FatigueDamageQuantitativeEvaluationBasedonMetalMagneticMemoryTri-dimensionSurfaceSimilarityLUOLong—qing，SHIHong—bing，XIAZhi，HEMei—qing(AnhuiSpecialEquipmentInspectionInstitute，Hefei230041，China)Abstract：Themetalmagneticmemorytestingandevaluatingt

3、echnologyhastheabilitytodetectthestressconcentrationandflawsbyanalyzingthetwo-dimensionmetalmagneticmemorysigna1．Becausethemetalmagneticmemorytri—dimensionhasmoreinformationcontents，candepictthematerialdamageandthestressconcentrationmoreobjectivelyandcompletely，thisarticlefocusonthelawsofthet

4、ri．dimensionsurfacesimilarityvaryingasthefatigueload．Theresearchshowsthatthemetalmagneticmemorytri—dimensionsurfacesimilaritycoefficientcanevaluatethefatiguedamageefficiently．Keywords：metalmagneticmemory；fatigueloading；tri-dimensionsurfacesimilaritycoeficient向的和不可逆的重新取向，形成固定磁畴节点，这0引言种不可逆在工作载荷

5、去除后会保留下来，在应力和变形集中区形成金属磁记忆信号，通过拾取磁金属磁记忆检测技术基于铁磁性材料在地磁记忆信号，可实现诊断与评价。该技术的突出优场和工作载荷作用下的力磁原理，在应力和变形点是早期诊断，可对铁磁性材料应力集中、早期失集中区内会发生具有磁致伸缩性质的磁畴组织定效和疲劳损伤进行诊断J。基金项目：安徽省质量技术监督局科技项目(13ZJ370021)·62·CPVT基于金属磁记忆三维曲面相似度的疲劳损伤定量评估2)，m3(3，Y3，3)，m4(4，Y4，Z4)，组成4个平面：由图16可以看出，磁记忆信号曲面相似系数mm1m2，mm2m3，mm3m4，mm1m4，对应的4个

6、法向大体上是随着疲劳加载周次的增加，相似系数不断量为：元，元：，元，，，可得由此五点构成曲面的单减小，试样即将断裂时，相似系数相对稳定且很小，位法向量为：因此，可通过相似系数了解试样的疲劳损伤程度。1+元2+3+I1+2+元3+，————f————一{元1+元2+元3+4_】=■—_==——=—n1+2+n3+n4f此方法是一种近似方法，虽有误差，但对于光垛滑的三维磁记忆曲面来说是可行的。譬o．7*离散磁记忆信号曲面，按照以上方法求得磁喧钽记忆信号曲面法向量，可得磁记忆信号曲面法向量矩阵：O．3O6012O加载次数x(万次)图16相似系数田与疲劳周次向量n表示第i行、第列处的法向

7、量，总共有m×k个法向量，此法向量矩阵可以很好地表4结论征其对应的曲面各项特征。3．2磁记忆信号曲面相似性判断准则基于疲劳加载过程，分析磁记忆信号曲面随试样表面(特定范围)疲劳不同周次后，采集疲劳加载的变化情况，结果表明：磁记忆信号对应的曲面分别为．s和．s：，得到两法(1)磁记忆信号变化随着疲劳加载是有规律向量矩阵n(S)和n(Js：)，当两向量矩阵中对应的，疲劳中期，磁记忆信号相对稳定，疲劳早期和的向量n2q与的方向相同时，取逻辑值“1”，否末期，磁记忆信号变化幅度较大。因此