[发明专利]基于磁巴克豪森噪声的平面应力确定方法及装置

说明书

本发明提供了一种基于磁巴克豪森噪声的平面应力确定方法及装置，基于磁巴克豪森噪声的平面应力确定方法包括：测量测量点的周向磁巴克豪森噪声；根据所述周向磁巴克豪森噪声以及预生成的磁巴克豪森噪声特征值与平面应力的关系模型，确定所述测量点的平面应力状态以及应力张量。本发明可以利用周向磁巴克豪森噪声精准地计算测量点的主应力大小及主方向，也可获得测量点各个方向上的正应力大小。

技术领域

本发明涉及材料的应力计算技术领域，具体涉及在材料制造过程中的残余应力检测与评估等技术领域，特别是涉及一种基于磁巴克豪森噪声的平面应力确定方法及装置。

背景技术

现有工程制造技术领域中，关注的应力主要有制造导致的残余应力、服役过程中承受外载荷而产生的应力和缺陷导致的应力集中，对上述方面进行精准测量是工程检测的重要内容之一。制造过程中残余应力常因材料锻压、切削、焊接等加工而产生，其存在易使零部件发生变形而影响装配精度及整机性能，也会导致其在服役过程中加速腐蚀及蠕变，严重时将使部件出现裂纹等，常需对其进行检测，以确定残余应力消除水平。另外，设备服役过程中承压部件受外载荷产生的应力也为工程关注的重点，如管道、压力容器等承压设备是按照特定的压力进行设计，在设备运转过程中需要对部件的实际应力情况进行检测，判断其是否符合设计的许用应力值。在部件安装及使用过程中，还存在由装配应力、地基不均匀沉降、结构损失等原因而导致的局部过载，及早发现过载部位，可避免由结构失稳失效导致的安全事故。设备服役中也常因缺陷产生而导致的应力集中，如腐蚀、机械损伤、材料老化等缺陷产生时，即使是在缺陷产生早期，也会表现出明显的应力集中，检测并发现应力集中区，可以有效地发现缺陷。因此应力的检测与评估在工程实践中有巨大的应用需求。

目前工程中常用应力检测与评估方法有应变片法、钻孔法、超声法、X射线衍射法。应变片法测量最为准确，测量时应变片贴于被测部件表面，当材料受应力发生形变时，通过应变片的形变获取变化应力的大小，但其只能对粘贴部位应力进行检测，不便进行大面积区域应力分布的扫查。钻孔法通过在被测部件上钻取小孔释放应力，通过小孔的形变量获取应力大小，属于有损检测的方法，对于重要部件，所钻取小孔将是潜在的失效隐患。X射线衍射法是目前工程现场中应用最为广泛的应力检测方法，也是目前现场测量较为准确和可靠的方法，但X射线对人体有害且设备较为庞大，携带不便，安装耗时，一次安装只能检测一个点的应力，检测效率低。因此，工程中迫切需求便捷高效的应力检测与评估方法。

综上所述，对于工程而言，如何精准地测量出其主应力大小和主方向，进行实现应力状态的准确测量是目前工程界迫切需要解决的难题。

发明内容

针对现有技术中的问题，本发明提供的基于磁巴克豪森噪声的平面应力确定方法及装置，可以利用周向磁巴克豪森噪声精准地计算测量点的主应力大小及主方向，也可获得测量点各个方向上的正应力大小。

为解决上述技术问题，本发明提供以下技术方案：

第一方面，本发明提供一种基于磁巴克豪森噪声的平面应力确定方法，包括：

测量测量点的周向磁巴克豪森噪声；

根据所述周向磁巴克豪森噪声以及预生成的磁巴克豪森噪声特征值与平面应力的关系模型，确定所述测量点的平面应力状态以及应力张量。

一实施例中，生成所述磁巴克豪森噪声特征值与平面应力的关系模型的步骤包括：

测量多个单轴拉压应力状态下所对应的多个测量点的周向磁巴克豪森噪声；

建立所述多个单轴拉压应力与所述多个测量点的周向磁巴克豪森噪声之间的对应关系，以生成所述关系模型。

一实施例中，建立所述多个单轴拉压应力与所述多个测量点的周向磁巴克豪森噪声之间的对应关系，以生成所述关系模型，包括：