[发明专利]利用异变磁信号监测铁磁材料疲劳裂纹扩展的方法

摘要

一种利用异变磁信号监测铁磁材料疲劳裂纹扩展的方法，属于无损检测技术领域。本发明涉及一种利用异变磁信号监测铁磁材料疲劳裂纹扩展的方法，制作和被测构件材质、热处理状态相同的中心裂纹的标准试样；在疲劳试验中循环预定次数后，用磁传感器按固定提离值扫查标准试件的中心裂纹区，获得扫查区的表面杂散磁场法向分量H_p(y)信号，测得中心裂纹的长度2a；提取疲劳裂纹产生的自发异变磁信号峰的最大值ΔH_p(y)_max，作为该循环次数下的检测阈值；对ΔH_p(y)_max与2a进行线性拟和，得ΔH_p(y)_max－2a关系式；用上述磁传感器按相同提离值检测被测构件，将所测得的ΔH_p(y)_smax与检测阈值对比，根据ΔH_p(y)_max－2a线性关系式，获知疲劳裂纹扩展进程。本发明操作简便，检测结果准确，可在卸载状态下动态监控裂纹扩展。

主权项

1.一种利用异变磁信号监测铁磁材料疲劳裂纹扩展的方法，其特征在于该方法包括以下各步骤：1)采用和被测铁磁构件相同材质的材料制作成含中心穿透裂纹的板状标准拉伸试样，按照被测构件的热处理规范对标准试样进行最终热处理，热处理工艺的最高加热温度超过材料的居里点温度，使标准试件表面获得纯净的初始磁状态；2)磁传感器垂直试件表面，按照固定提离值，沿垂直中心穿透裂纹方向，以直线行进方式，沿各检测线逐线扫描标准试件的中心裂纹部位，获得试件初始状态下表面杂散磁场的法向分量Hp(y)信号；固定提离值范围0.5mm～15mm；各检测线之间距离范围0.01mm～5mm；3)设定疲劳试验参数，进行疲劳试验，疲劳循环至预定次数N后，测得中心裂纹长度2a，利用磁传感器，按照第2)步所述方法，扫查试件中心裂纹部位，获得该循环次数下试样表面杂散磁场法向分量信号；重复上述步骤，直至试件断裂；4)磁传感器在上述步骤中测得的磁信号经计算机软件处理，建立不同疲劳循环次数下表面杂散磁场法向分量Hp(y)的分布图；5)提取对应不同循环次数N的Hp(y)分布图中在试件中心裂纹部位产生的自发异变磁信号峰峰值ΔHp(y)，以其最大值ΔHp(y)max作为该循环次数下的检测阈值；6)绘制各循环次数下检测阈值ΔHp(y)max与中心裂纹长度2a曲线，利用最小二乘法进行线性拟和，得到ΔHp(y)max-2a线性关系式；7)用上述步骤所用的磁传感器，按照相同提离值检测被测构件扫查区域表面的Hp(y)信号，将所测得的异变峰峰值最大值ΔHp(y)smax与第5)步中确定的检测阈值对比，判断疲劳裂纹长度，根据已建立的ΔHp(y)max-2a线性关系式，获知疲劳裂纹扩展进程。