[发明专利]一种基于MBN的铁磁性材料屈服强度逐步回归估计方法

说明书

本发明公开了一种基于MBN的铁磁性材料屈服强度参数逐步回归估计方法，通过逐步回归建模的方法，寻找MBN信号特征值与材料屈服强度之间的映射关系。逐步回归的基本思想是将变量逐个引入模型，每引入一个解释变量后都要进行F检验，并对已经选入的解释变量逐个进行t检验，当原来引入的解释变量由于后面解释变量的引入变得不再显著时，则将其删除，以确保每次引入新的变量之前回归方程中只包含显著性变量。确定MBN信号特征值与材料屈服强度之间的映射关系后，直接由MBN信号特征值来估计铁磁性材料屈服强度参数。本发明实现铁磁性材料屈服强度的无损评价，避免了传统上为获得屈服强度指标进行离线拉伸而造成的资源浪费。

技术领域

本发明涉及基于巴克豪森原理的电磁无损检测技术领域，尤其涉及一种基于MBN的铁磁性材料屈服强度逐步回归估计方法。

背景技术

巴克豪森噪声法(Barkhausen Noise Analysis Method)是一种电磁无损检测技术，适用于检测铁磁性材料微观结构及应力状态等。巴克豪森噪声法理论基础是铁磁性材料在磁化过程中出现的一种特有的物理现象，宏观表现为磁巴克豪森噪声(MagneticBarkhausen Noise)。这一物理现象是德国教授Barkhausen于1919年发现的，微观解释为在铁磁性材料被磁化时，内部磁畴会向着相应的方向翻转，磁畴壁之间相互摩擦振动，噪声信号随之产生。由MBN产生机理可以推知，磁畴壁运动状态将直接影响磁巴克豪森噪声信号的特征，但磁畴壁运动状态又受众多因素的制约，如被测对象的微观结构，被测区域所处应力状态等。所以，MBN信号可以侧面反映铁磁性材料的各项性征，基于这一理论认识，巴克豪森噪声法随之产生并逐步发展。

MBN信号受多种因素的影响，其中内在因素主要为材料硬度、晶粒大小、材料表面的腐蚀情况以及材料内部的残余应力分布状况，而外在因素包括温度、外部激励的磁化场参数等，因此，通过分析MBN信号，不仅可以反应材料的疲劳损伤、变形大小、缺陷等微观组织结构，同时也能用来预估材料的屈服强度参数。

巴克豪森噪声法自提出以来，由于宏观物理现象明显，拾取信号方便简单，且特别适用于铁磁性材料的相关检测，故而受到了学者们的广泛关注。国内外研究人员对基于巴克豪森信号的无损检测技术不断进行探索。理论探究方面，芬兰奥卢大学Sorsa.Aki、坦佩雷理工大学Santa-Aho.Suvi等人建立了一个基于巴克豪森噪声和应力之间关系的非线性的经验模型。这个模型是对外部施加负载RAEX400低合金热轧钢样本实验数据集进行分析，识别过程使用遗传算法。墨西哥国立理工学院的J.A.Perez-Benitez等人提出了一个含碳钢内部巴克豪森噪声的微观模型，并研究了激励磁场的一致性和波形轮廓等激励参数对巴克豪森噪声的包络线的影响，为巴克豪森噪声检测技术的研究提供新的方向。

屈服强度是评价铁磁性材料性能优劣的一个重要指标，是机械类产品设计和选材的主要依据。铁磁性材料的使用范围、承载能力以及在役寿命等，与其屈服强度紧密相关。但是，在实际生产应用中，屈服强度的大小对于产品质量和用途也起到了至关重要的作用。而传统上只能采用离线拉伸的方式来评估材料屈服强度，这种有损的方法耗时耗力，需要将材料拉断才能得到其屈服强度的真实值，造成了一定的资源浪费和物料损失。因此，将巴克豪森无损检测方法用于材料屈服强度的评估是十分必要且很有意义的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对背景技术中所涉及到的缺陷，提供一种基于MBN的铁磁性材料屈服强度逐步回归估计方法，通过逐步回归算法建立数学模型来描述MBN信号多特征值与屈服强度之间的关系，以实现材料屈服强度的定量估计。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

一种基于MBN的铁磁性材料屈服强度参数逐步回归估计方法，包含以下具体步骤：

步骤1)，将检测线圈拾取到的各个钢试样的MBN信号分别经过信号预处理后，提取MBN信号包络；