[发明专利]铁磁构件残余应力场的重构方法和装置

权利要求书

1.一种基于逆磁致伸缩效应的铁磁构件残余应力场的重构方法，其特征在于，该方法包括：

步骤S10、在铁磁构件上选取需进行残余应力场重构的区域作为待重构区域，确定所述待重构区域的检测方向，沿确定的检测方向在所述待重构区域上选取检测点集，所述检测点集为均匀分布的点阵列，所述点阵列的行数为大于3的奇数；

步骤S20、将所述检测点集中的各点分别作为待测量点，在九极磁检测传感器上加载励磁电流，通过所述九极磁检测传感器测量各待测量点，得到相应的第一感应电压和第二感应电压，所述第一感应电压和所述第二感应电压是两个方向垂直的主应力变化引起的感应电压；

步骤S30、根据预先获取的标定系数和各待测量点的第一感应电压和第二感应电压，获取各待测量点的主应力方向角和主应力差；

步骤S40、基于各待测量点的主应力方向角和主应力差，采用剪应力差法获取所述点阵列中偶数行各待测量点的主应力的大小和方向、沿所述检测方向和垂直所述检测方向的分应力的大小；

步骤S50、基于各待测量点的主应力和分应力的大小和方向，重构铁磁构件的残余应力场。

2.根据权利要求1所述的基于逆磁致伸缩效应的铁磁构件残余应力场的重构方法，其特征在于，所述九极磁检测传感器包括：通过底座连通的9个极，9个极中包括1个位于底座中央的励磁极，以及均匀分布于以所述激励极为圆心的圆周上的8个检测极，所述8个检测极的尺寸和磁导率相同；所述励磁极绕制有励磁线圈、用于产生激励磁场；所述8个检测极中的第1、3、5、7个检测极绕制有第一检测线圈，相邻检测极线圈匝数相同绕制方向相反；所述8个检测极中的第2、4、6、8个检测极绕制有第二检测线圈，相邻检测极线圈匝数相同绕制方向相反；所述第一检测线圈用于测量所述第一感应电压，所述第二检测线圈用于测量所述第二感应电压。

3.根据权利要求2所述的基于逆磁致伸缩效应的铁磁构件残余应力场的重构方法，其特征在于，在步骤S20之前还包括：

步骤S11、根据重构深度，通过铁磁材料趋肤效应公式确定励磁电流的频率，所述铁磁材料趋肤效应公式为：

其中：d为重构深度，f为励磁电流频率，μ为磁导率，σ为电导率。

4.根据权利要求3所述的基于逆磁致伸缩效应的铁磁构件残余应力场的重构方法，其特征在于，所述主应力方向角的计算方法为：

其中，θ为主应力方向角，V₀为第一感应电压，V₄₅为第二感应电压。

5.根据权利要求3所述的基于逆磁致伸缩效应的铁磁构件残余应力场的重构方法，其特征在于，所述主应力差的计算方法为：

其中，σ₁是第一主应力，σ₂是第二主应力，K是预先获取的标定系数，V₀为第一感应电压，V₄₅为第二感应电压。

6.根据权利要求1-5中任一权利要求所述的基于逆磁致伸缩效应的铁磁构件残余应力场的重构方法，其特征在于，步骤S30中的“预先获取的标定系数”，其获取方法为：

对试件进行拉伸试验，通过九极磁检测传感器测量不同单轴应力作用下试件的第一感应电压和第二感应电压；

通过标定系数计算公式得到检测区域材料的标定系数，所述标定系数计算公式为：

其中，K为标定系数，V₀是第一感应电压，V₄₅是第二感应电压，σ_i为单轴应力，n为试验次数。

7.根据权利要求1-5中任一权利要求所述的基于逆磁致伸缩效应的铁磁构件残余应力场的重构方法，其特征在于，所述点阵列的列数大于等于5。

8.根据权利要求1所述的基于逆磁致伸缩效应的铁磁构件残余应力场的重构方法，其特征在于，待重构区域中的待测量点的残余应力的范围为±400MPa。