[发明专利]金属磁记忆二维定量检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种定量检测方法，尤其涉及一种金属磁记忆二维定量检测方法。

背景技术

金属磁记忆检测技术(MMM)是20世纪90年代以杜波夫教授为代表的俄罗斯学者率先提出一种崭新的铁磁性金属诊断技术。它是以应力和变形集中区为检测区域的无损检测方法，磁记忆检测具有设备轻巧、操作简便、灵敏度高、可靠性好，以及提离效应影响小、不需要专门的磁化设备等特点，因此，是迄今为止对金属部件进行早期诊断的唯一行之有效的无损检测方法。目前，现有的磁记忆检测方法主要以单一的法向过零信号来进行判断，但是法向分量作为检测标准也有其不足，割裂了法向与切向分量之间相关的对应特征，故单纯研究一个方向的分量判断应力集中部位，会造成带有缺陷特征的信息丢失，难免出现漏检和误判。而目前针对切向分量H_p(x)展开的研究很少。其原因是对切向分量H_p(x)的提取目前还存在一些问题，主要表现在：1、切向分量H_p(x)相对于法向分量H_p(y)非常微弱，很难进行精确测量；2、切向分量H_p(x)的测量值与传感器的放置方向有很大的关系。因此目前国内外很少对切向分量H_p(x)展开研究。

发明内容

本发明的目的在于提供一种金属磁记忆二维定量检测方法，解决了目前对金属磁记忆检测方法的研究仅停留在法向分量H_p(y)信号的测量上，对切向分量H_p(x)的研究很少，割裂了法向与切向分量之间相关的对应特征的问题。

本发明是这样来实现的，根据铁磁性材料带磁偶极子模型得出试件表面法向和切向漏磁场分布曲线，利用法向和切向漏磁场分量的内在联系形成金属磁记忆法向和切向二维联合检测曲线，二维联合检测曲线封闭区域面积大小表征应力集中区应力集中程度，其特征是方法步骤为：

1)铁磁性材料试件做拉伸试验，在弹性，屈服和颈缩3个阶段分别设置不同拉伸载荷；

2)达到设定载荷时暂停拉伸，在线提取磁试件表面法向漏场分量，利用矢量合成的方法提取切向漏磁场分量；

3)对提取的法向和切向漏磁场分量做一阶微分处理；

4)根据金属磁记忆二维检测原理将法向和切向漏磁场分量微分信号合成金属磁记忆二维检测曲线，曲线形成封闭区间，封闭区间面积大小表征应力集中区应力集中大小；

5)得出典型铁磁性材料在弹性，屈服和颈缩阶段的二维检测阈值，为铁磁性材料处于何种状态提供判据。

所述的典型铁磁性材料优选20号钢和45号钢。

本发明的优点是：对金属磁记忆信号进行一阶微分处理后，可以消除各种信号对磁记忆信号的影响，使得该信号仅于材料内部应力集中区域和大小产生对应关系，并且采用微分后的信号做二维检测曲线时，用图中封闭的缺陷环的大小反映应力集中的程度，可以作为磁记忆检测定量化分析的判据，并可望为磁记忆检测定量化打下基础，通过进一步的研究，在今后的磁记忆检测定量化分析中得到实际应用。

附图说明

图1为本发明带磁偶极子模型。

图2为本发明试件表面垂直分量漏磁场的分布。

图3为本发明试件表面水平分量漏磁场的分布。

图4为本发明试件表面漏磁场的二维分布曲线。

图5为本发明切向磁场分布拟合曲线。

图6为本发明切向磁场矢量合成曲线。

图7为本发明不同应力下切向磁场分布。

图8为本发明不同应力下法向磁场分布。

图9为本发明不同应力下法向微分信号。

图10为本发明不同应力下切向微分信号。

图11为本发明四种载荷下二维检测曲线。

具体实施方式

在载荷的作用下，材料内部的不连续部位(如形状、结构或缺陷)会造成应力的不均匀分布，出现应力集中现象。同时，由于金属内部存在着多种内耗效应(如粘弹性内耗、位错内耗)，势必造成动态载荷消除后，加载时形成的应力集中区得以保留，并具有相当高的应力能。因此，为抵消应力集中区的应力能，在该区域由于磁机械效应作用引发的磁畴组织的重新取向排列会保留下来，形成磁极，并在构件表面产生漏磁场。

当工件上施加拉应力后，应力集中部位产生的泄漏磁场，可以用带磁偶极子产生的泄漏磁场来等效。