[发明专利]基于金属磁记忆检测的增材制造制件早期损伤评价方法

说明书

基于金属磁记忆检测的增材制造制件早期损伤评价方法，属于无损检测中金属磁记忆检测领域。本发明以力学理论和铁磁材料的力‑磁耦合理论为指导，以残余磁感应强度标准差及其残余磁感应强度梯度最大值随拉伸载荷的变化情况作为增材制造制件早期损伤状态表征方法。采用金属磁记忆方法检测不同拉伸状态下增材制造制件的残余磁感应强度，通过磁记忆信号的变化表征缺陷处早期损伤变化过程，用残余磁感应强度标准差及残余磁场强度梯度最大值表征增材制造制件早期损伤情况。本发明将金属磁记忆检测技术与损伤力学相结合，利用铁磁性增材制造制件的磁机械效应，在不需要充磁的条件下，实现铁磁性增材制造制件早期损伤的无损检测，判别准确率高。

技术领域

本发明涉及一种铁磁性金属材料增材制造件无损检测方法，具体涉及一种基于金属磁记忆检测的增材制造制件早期损伤评价方法，是一种基于金属磁记忆信号及其参量的变化，表征铁磁性金属材料增材制造件缺陷处早期损伤程度的评价方法，属于无损检测中金属磁记忆检测领域。

背景技术

增材制造(Additive Manufacturing，AM)技术的出现被认为是21世纪机械制造工业领域中的一次跨时代的工艺技术革新，是实现高端装备制造突破的关键技术。

铁磁性增材制件在使用过程中，由于受到交变载荷的反复作用，在制件内部会逐渐形成微观缺陷并逐渐向四周扩散，在地磁场的作用下，其内部磁畴组织会发生重新并不可逆的取向。这种特性在制件表面表现为其切向磁场强度出现最大值，而法向出现过零点的现象。现有无损检测技术无法对增材制造制件早期损伤进行评价。

发明内容

在下文中给出了关于本发明的简要概述，以便提供关于本发明的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本发明的穷举性概述。它并不是意图确定本发明的关键或重要部分，也不是意图限定本发明的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。

鉴于此，本发明提供一种利用金属磁记忆检测技术判别铁磁增材制造制件早期损伤的评价方法，即利用金属磁记忆信号及其特征参量，对在不同应力载荷作用下铁磁增材制造制件缺口处的损伤程度进行评价。

本发明的技术目的通过下述技术方案予以实现：

基于金属磁记忆检测的增材制造制件早期损伤评价方法，具体步骤：

步骤1，将铁磁性增材制造制件装夹于拉伸试验机上，沿制件表面测量通道检测制件在无载荷时的初始磁记忆信号，所述初始磁记忆信号为漏磁场的切向分量Hp(x)和法向分量Hp(y)；

步骤2，在测得初始磁记忆信号后，设定加载参数，按照一定载荷步长进行静载拉伸试验，在达到设定值后，保持一段时间载荷不变；

步骤3，在载荷保持不变的情况下，沿制件扫描路径进行检测，拾取制件表面的磁场强度数值；沿制件表面100mm测量通道，步长2mm，提离值设置1mm，测量制件表面残余磁感应强度；

步骤4，将制件从拉伸试验机上取下，放在水平面试验台上，分别测量漏磁场的切向分量Hp(x)和法向分量Hp(y)；

步骤5，根据测量所得数据，对在不同应力状态下，描绘出某一拉伸阶段中每个测点的残余磁场强度取值相对于残余磁场强度均值Hp的集中程度，即残余磁场强度标准差，得到静载拉伸时不同拉伸应力下残余磁场强度标准差曲线图；

步骤6，将不同拉力下测量的磁记忆信号进行提取，将第3点残余磁场强度减去第1点残余磁场强度，将第4点残余磁场强度减去第2点残余磁场强度，将第5点残余磁场强度减去第3点残余磁场强度，以此类推，所得数据与两倍检测步长之比，即为残余磁场强度梯度，取每次拉伸的残余磁场强度梯度最大值进行作图，得到静载拉伸时不同拉伸应力下残余磁场强度梯度最大值曲线图；

步骤7，根据静载拉伸时不同拉伸应力下残余磁场强度标准差曲线图和静载拉伸时不同拉伸应力下残余磁场强度梯度最大值曲线图，即可判断增材制造制件的损伤程度。