检索结果-内蒙古大学图书馆

实验力学 2025年第1期40卷 1-10页

作者：何存富王楠李途岩李鹏王钰珏刘秀成北京工业大学材料与制造学部北京工业大学信息学部

电镀工艺中镀层的应力状态是影响电镀产品性能的重要因素。本文针对微米级厚度镍镀层的应力检测问题，采用增量磁导率检测技术对金属构件表面微米级厚度镍镀层的拉应力进行无损检测与评估。首先，搭建了可同步测量电镀镍层表面拉力、应... 详细信息

电镀工艺中镀层的应力状态是影响电镀产品性能的重要因素。本文针对微米级厚度镍镀层的应力检测问题，采用增量磁导率检测技术对金属构件表面微米级厚度镍镀层的拉应力进行无损检测与评估。首先，搭建了可同步测量电镀镍层表面拉力、应变和增量磁导率信号的实验装置，在此基础上开展了增量磁导率检测实验；其次，定性分析了拉应力对增量磁导率蝴蝶曲线的影响规律，并从实验信号中优选出2种对镍镀层拉应力敏感的特征磁参量；最后，基于二次函数定量分析了特征磁参量对电镀镍层试样表面拉应力的表征能力。结果表明：选取的2种增量磁导率特征磁参量与拉应力呈抛物线依赖关系(拟合优度大于0.95),建立的磁参量与拉应力关系方程可以实现最薄2.809μm厚度的镍镀层上拉应力的定量检测。

关键词：增量磁导率电镀镍层拉应力定量检测

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激励参数对Q235钢增量磁导率蝶形图的影响研究

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机械工程学报 2024年第2期60卷 27-35页

作者：涂洪铭伍剑波柯瑞夏慧陈笑天 MACIEJ Roskosz 四川大学机械工程学院成都610065 AGH科技大学机械工程与机器人学院波兰克拉科夫30-059

增量磁导率检测法是一种新型电磁无损检测方法,能够实现对铁磁性材料多种特性的定量或定性检测与评估。由于增量磁导率信号特征值容易受电磁影响,不同的激励条件会影响其最终评价的结果,且尚未有研究分析激励参数对增量磁导率蝶形图的... 详细信息

增量磁导率检测法是一种新型电磁无损检测方法,能够实现对铁磁性材料多种特性的定量或定性检测与评估。由于增量磁导率信号特征值容易受电磁影响,不同的激励条件会影响其最终评价的结果,且尚未有研究分析激励参数对增量磁导率蝶形图的影响。通过多种激励参数变化下的增量磁导率检测方法试验,分析高频/低频磁化的频率、强度、叠加方向以及提离效应带来的影响,探究不同激励参数下增量磁导率的变化规律,结果表明高频/低频磁场强度、频率、方向以及提离对增量磁导率信号及其蝶形图的特征值影响程度各不相同,为增量磁导率检测法的信号分析和工业应用奠定理论基础。

关键词：无损检测增量磁导率激励参数矫顽力

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基于增量磁导率的钢轨频变阻抗曲线计算

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铁道学报 2021年第12期43卷 79-84页

作者：武伟康陈剑云刘思然傅钦翠中铁第六勘察设计院集团有限公司电气化设计院分公司天津300250 华东交通大学省部共建轨道交通基础设施性能监测与保障国家重点实验室江西南昌330013

宽频率范围的阻抗值是牵引供电系统进行谐波扰动、短路故障等暂态过程分析的基本参数,由于钢轨是铁磁材料,致使其在暂态过程下的阻抗特性与稳态下表现不同。对此问题展开研究,采用基于增量磁导率的有限元方法计算暂态情况下钢轨的频变阻... 详细信息

宽频率范围的阻抗值是牵引供电系统进行谐波扰动、短路故障等暂态过程分析的基本参数,由于钢轨是铁磁材料,致使其在暂态过程下的阻抗特性与稳态下表现不同。对此问题展开研究,采用基于增量磁导率的有限元方法计算暂态情况下钢轨的频变阻抗;分析稳态大电流信号下钢轨的磁化特性,以P60钢轨的基本磁化曲线为计算基础,研究瞬态小电流信号下钢轨的局部磁滞曲线,并用增量磁导率表征这一局部磁化特性;将P60钢轨的增量磁导率等磁特性数据纳入到有限元Ansys Maxwell计算模型中,给出暂态情况下钢轨随频率(0~10 MHz)变化的阻抗频变曲线。计算结果表明,暂态情况下形成的增量磁场,使P60钢轨的交流电阻和内电感值与稳态情况下相比,在同一条件下均有所增大,且交流电阻值的差异主要在10 kHz频率以上,内电感值的差异主要在0~5000 Hz频率段。

关键词：钢轨暂态信号增量磁导率频变阻抗曲线有限元

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碳钢塑性变形对增量磁导率信号的影响

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中国机械工程 2018年第14期29卷 1653-1660页

作者：李丽娟解社娟陈洪恩陈玲莉何曼如陈振茂西安交通大学机械结构强度与振动国家重点实验室西安710049 西安交通大学陕西省无损检测与结构完整性评价工程技术研究中心西安710049 中国核动力研究设计院核反应堆系统设计技术国家重点实验室成都610041

针对核电站结构的塑性变形损伤,为研究低碳钢材料塑性变形对增量磁导率信号的影响机理,将B-H曲线的特征量导入数值计算中,间接分析塑性变形对增量磁导率信号曲线的影响规律,开发了基于退化磁矢位法的增量磁导率数值计算程序,并采用数值... 详细信息

针对核电站结构的塑性变形损伤,为研究低碳钢材料塑性变形对增量磁导率信号的影响机理,将B-H曲线的特征量导入数值计算中,间接分析塑性变形对增量磁导率信号曲线的影响规律,开发了基于退化磁矢位法的增量磁导率数值计算程序,并采用数值模拟方法研究了材料剩磁和矫顽力两个因素分别对增量磁导率信号曲线的影响。结果表明,材料剩磁和矫顽力会影响增量磁导率信号曲线的峰峰距、峰值和过零点等特征参数。研究结果对塑性变形的定量无损评价具有参考意义。

关键词：增量磁导率无损评价塑性变形剩磁矫顽力

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65Mn钢板电镀镍层厚度的增量磁导率检测方法

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北京工业大学学报 2020年第7期46卷 727-733页

作者：何存富丁冬冬刘秀成马坤吴斌北京工业大学机械工程与应用电子技术学院北京100124

针对铁磁性构件表面的铁磁性镀层测厚问题,提出利用增量磁导率检测方法,同步获取多种有效磁参量对镀层厚度进行无损表征.采用镀镍的65Mn钢板作为检测试样,对不同试样中检测得到的高低频叠加磁场响应信号进行滤波分离、正交解调等处理,... 详细信息

针对铁磁性构件表面的铁磁性镀层测厚问题,提出利用增量磁导率检测方法,同步获取多种有效磁参量对镀层厚度进行无损表征.采用镀镍的65Mn钢板作为检测试样,对不同试样中检测得到的高低频叠加磁场响应信号进行滤波分离、正交解调等处理,最终提取出切向磁场、涡流阻抗和增量磁导率曲线中的多项特征参量.采用线性拟合方法对比分析了多项磁参量对镀层厚度的表征效果(线性相关程度和归一化灵敏度),选取出重复测试分散性小、归一化灵敏度高的磁参量,实现了65Mn钢板表面镀镍层厚度的良好检测.

关键词：铁磁性镀层镀层测厚增量磁导率多类型信号磁参量分析无损检测

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基于增量磁导率的铁磁性材料动态检测方法研究

基于增量磁导率的铁磁性材料动态检测方法研究

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作者：刘屹然南京航空航天大学

学位级别：硕士

铁磁性材料具有优越的物理性能,被广泛应用于工业生产中,其机械性能是评价质量、寿命等的关键指标。目前,针对铁磁性材料的电磁无损检测技术正迅猛发展。增量磁导率技术是一项新兴的电磁性无损检测技术,该技术已被证实可用于铁磁性材料... 详细信息

铁磁性材料具有优越的物理性能,被广泛应用于工业生产中,其机械性能是评价质量、寿命等的关键指标。目前,针对铁磁性材料的电磁无损检测技术正迅猛发展。增量磁导率技术是一项新兴的电磁性无损检测技术,该技术已被证实可用于铁磁性材料的机械性能检测,但是目前多用于实验室环境下的检测,动态检测方法尚未有相关研究。本文基于增量磁导率技术,设计了一套铁磁性材料机械性能动态评估方法。在硬件设计上,本文设计并搭建了增量磁导率的仿真模型,研究了提离效应、趋肤效应和边缘效应对增量磁导率信号的影响,从磁化和增量磁导率原理角度研究了产生这种影响的原因,并明确其影响规律。根据磁规律对探头结构进行了优化,提高了探头对提离的适应范围,并且可根据样件的结构尺寸和需检区域调整探头参数,通过上位机控制激励参数,实现系统的规范化和设备小型化。针对增量磁导率信号微弱的问题,设计了BTL低频激励功率放大电路,提高了低频激励电路的输出功率和电源利用率,使新设计的系统能够适应更大的提离条件,为动态检测方法的研究打下基础。本文深入研究了γ评估曲线随提离的变化关系,针对单参数拟合方法在提离值超过2mm的情况下,拟合精度下降的问题,增加了一个新的提离补偿参数cγ,与特征参数kγ相结合,提出了一个基于双参数拟合的增量磁导率检测方法,实现对材料机械性能的精确评估。使得在提离超过2mm的条件下,γ评估曲线仍然保持较高的拟合精度。使用该新拟合方法对提离进行单特征补偿,在已知提离的条件下对样件屈服强度的评估误差低于10%。为了有效抑制提离效应,本文推导出一个表征材料晶格间摩擦阻力和钉扎阻力的新特征(41),深入研究并明确了(41)曲线与提离之间的对应关系。再将(41)与表征材料平均晶粒尺寸的特征γ相结合,提出了基于双特征的增量磁导率提离补偿算法,可以在未知提离的条件下实时计算得出当前的提离值,以此对提离进行补偿。通过在不同的未知提下对材料的屈服强度进行检测,验证该补偿算法可以准确估测出检测时的提离值大小,并做出相应的补偿,计算出材料的屈服强度评估值,在未知提离的条件下对样件屈服强度的评估误差低于10%。在动态系统搭建方面,针对检测探头与被测样件之间的相对速度会导致低频激励场发生偏移的问题,本文设计了增量磁导率的速度仿真模型,确定了动态系统的检测速度。自主搭建了动态检测平台进行增量磁导率的动态检测实验,对比了未使用提离补偿算法处理的屈服强度评估结果和经过补偿算法处理后的评估结果,表明基于双特征的增量磁导率动态机械性能检测方法可以有效提高检测精度,在样件移动速度为1m/s的条件下,其屈服强度评估值的最大相对误差低于12%。

关键词：增量磁导率机械性能提离效应动态检测

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基于增量磁导率的铁磁性材料机械性能定量检测

基于增量磁导率的铁磁性材料机械性能定量检测

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作者：刘佳琪南京航空航天大学

学位级别：硕士

近年来,随着铁磁性材料在各行业的广泛使用,越来越多针对铁磁性材料的新型无损检测技术得到发展,其中就包括增量磁导率法。该方法基于磁导率,与材料的剩余寿命、抗塑性、抗疲劳等特性密切相关,因此可以用于铁磁性材料的机械性能的评估... 详细信息

近年来,随着铁磁性材料在各行业的广泛使用,越来越多针对铁磁性材料的新型无损检测技术得到发展,其中就包括增量磁导率法。该方法基于磁导率,与材料的剩余寿命、抗塑性、抗疲劳等特性密切相关,因此可以用于铁磁性材料的机械性能的评估和检测。本课题研究了基于增量磁导率法对铁磁性材料的部分机械性能进行定量检测,设计并研制出一套增量磁导率检测系统。针对增量磁导率法中信号激励与信号采集方案进行了设计,包括检测探头的结构与各参数指标的设计。针对信号检测需求,设计与研制了交流恒流源与锁相放大器的电路模块。使用该检测系统进行大量实验并提取相应增量磁导率信号。对增量磁导率信号的特征提取开展了深入的研究。在增量磁导率信号分析中引入涡流检测中使用的阻抗平面图,并从中提取出初始阻抗值等特征,与蝶形图中得到的特征一起组成特征集合。并针对特征值进行预处理方法进行了分析和研究。构建了增量磁导率法的材料机械性能定量检测模型。采用BP神经网络对增量磁导率信号的特征集进行训练,构建了材料机械性能定量检测模型,在完备样本集预测时取得了良好的效果;针对样件不完备情况下预测效果不佳的情况,引入PSO粒子群算法对BP神经网络进行优化,实验结果表明,优化后的算法在预测精度与稳定性可以获得明显提升。

关键词：无损检测增量磁导率机械性能 BP神经网络 PSO神经网络

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基于增量磁导率的铁磁性材料机械性能检测仿真方法研究

基于增量磁导率的铁磁性材料机械性能检测仿真方法研究

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作者：张政达南京航空航天大学

学位级别：硕士

目前,铁磁性材料已成为工业生产中的基础材料之一,其机械性能是评价质量、寿命等的关键指标。增量磁导率是一种新型的电磁无损检测法,该方法与材料磁化过程中可逆磁化部分密切相关。目前,增量磁导率已初步应用于铁磁性材料机械性能的测... 详细信息

目前,铁磁性材料已成为工业生产中的基础材料之一,其机械性能是评价质量、寿命等的关键指标。增量磁导率是一种新型的电磁无损检测法,该方法与材料磁化过程中可逆磁化部分密切相关。目前,增量磁导率已初步应用于铁磁性材料机械性能的测量领域,但是相比于其他电磁无损检测方法,其仿真模型与方法研究仍处于探索阶段。本文以增量磁导率在铁磁性材料机械性能检测的应用为背景,对增量磁导率仿真方法、仿真模型以及模型的应用进行了研究。主要研究内容及成果为以下几方面: 本文基于COMSOL有限元仿真软件,提出了一套完整的铁磁性材料机械性能检测仿真方法。针对仿真模型中铁磁性材料机械特性难以准确描述的问题,本文提出了以材料在Jilers-Atherton磁滞模型（Jiles-Atherton,JA）中磁滞参数代替机械性能指标的解决方法,并改进了人工鱼群算法解决了从磁滞回线中辨识JA磁滞参数的问题。最后,设计了增量磁导率实验并从实验蝶形图和仿真蝶形图中计算出μr和△DH75μ的相对误差小于5%。针对实验探头设计验证过程中缺乏理论依据的现状,本文利用增量磁导率仿真方法研究了JA磁滞参数、低频激励信号、高频激励信号变化对增量磁导率信号的影响情况,从磁化和增量磁导率原理角度研究了产生这种影响的原因。研究了线圈几何参数对增量磁导率信号区分度的影响,获得了一组最优结构参数,为后续探头优化和实验设计提供了指导方向。本文以增量磁导率仿真方法为工具,研究了应力检测模型,从应力所致磁畴壁位移过程中磁畴能变化的角度推导了应力与磁导率、最大磁化强度的关系,提出了一个磁畴能相关的新特征并建立了应力检测模型。该特征与磁畴壁位移密切相关,具有一定理论依据。最后,使用该特征和模型对应力进行检测,检测的最大相对误差为8.66%,证明该特征有一定的实用性。

关键词：增量磁导率机械性能有限元仿真无损检测 Jiles-Atherton磁滞模型

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磁巴克豪森噪声和增量磁导率融合检测方法

磁巴克豪森噪声和增量磁导率融合检测方法

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作者：涂洪铭四川大学

学位级别：硕士

随着我国深入推进新型工业化,提出了建设制造强国、质量强国的目标。铁磁性材料因为其良好的物理性能,在高铁,桥梁,航天,航海等各领域中得到了广泛的应用。铁磁性零部件在恶劣工况中不断积累的微观损伤、疲劳损伤极具隐蔽性和不可预测性... 详细信息

随着我国深入推进新型工业化,提出了建设制造强国、质量强国的目标。铁磁性材料因为其良好的物理性能,在高铁,桥梁,航天,航海等各领域中得到了广泛的应用。铁磁性零部件在恶劣工况中不断积累的微观损伤、疲劳损伤极具隐蔽性和不可预测性,破坏前没有任何先兆,最终导致零部件产生腐蚀、磨损和断裂等表面不连续性缺陷,直接影响零部件使用性能。大多数宏观损伤都是由早期微观损伤(微裂纹、微空隙)的形核、萌生、发展以及传播并不断积累逐渐产生的。传统的无损检测方法受其原理上的限制,很难用于检测铁磁性材料的微观缺陷以及未成形的疲劳损伤。磁巴克豪森噪声和增量磁导率检测方法能够实现对微观组织的评估,通过检测其微磁特性参数的变化,间接评估材料的应力状态、磨损程度、微观损伤程度等,评估结果进一步为设备的长时间、安全稳定运行提供保障。单一的检测方法存在精度不高、检测效率低以及对含有不连续性缺陷材料的性能评估难度较大等缺点。可通过将两种微磁检测方法进行融合,进一步提高微磁检测技术对微观组织和应力状态的检测能力和应用范围。本文首先介绍了磁巴克豪森噪声和增量磁导率检测方法的国内外研究现状、存在的问题、两者融合检测的可行性。然后从铁磁性理论、磁畴理论、磁化机理和磁导率等角度分析了两种方法的检测原理及其特征值提取方法,并分析了融合检测的原理和可行性。根据融合检测原理,研制了一套基于磁巴克豪森噪声和增量磁导率的多个参数可调节的融合检测硬件系统平台,并介绍了高低频激励模块、模拟信号处理模块、信号采集与控制和信号传输部分的设计,实现大范围参数可调节、融合信号可分离。然后设计多种融合传感器单元,通过实验确定融合传感器单元结构,控制融合检测系统,调节各种激励参数,探究激励参数对磁巴克豪森噪声和增量磁导率信号的影响,并确定传感器的最佳激励参数。最终利用融合检测系统和激励参数进行一系列的实验,分析了不连续性缺陷和应力对融合检测方法的影响,利用融合特征值进一步提高了对应力评估的线性度,结合仿真分析探究不同深度内表面和外表面不连续性缺陷对材料应力评估的影响,并通过实验验证分析。最后提出对含有表面不连续性缺陷试件的应力评估方法,进一步扩大融合检测的应用范围。

关键词：磁巴克豪森噪声增量磁导率融合检测应力评估

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永磁体磁化式增量磁导率检测方法的研究

永磁体磁化式增量磁导率检测方法的研究

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作者：路子翔南京航空航天大学

学位级别：硕士

管道运输在工业运输领域发挥着巨大的作用,管道的健康状态对于运输过程中的安全稳定有着极其重要的意义,因此必须对管道进行定期的检测和维护。目前管道大多采用铁磁性材料,所以以电磁无损检测为主要检测手段,其中包括增量磁导率法。增... 详细信息

管道运输在工业运输领域发挥着巨大的作用,管道的健康状态对于运输过程中的安全稳定有着极其重要的意义,因此必须对管道进行定期的检测和维护。目前管道大多采用铁磁性材料,所以以电磁无损检测为主要检测手段,其中包括增量磁导率法。增量磁导率与材料的内部微观结构有关,可以被用于铁磁性材料力学性能的检测。由于传统增量磁导率检测法需要大功率供电,而多数管道都深埋于地下,难以进行大功率供电,因此现有的基于增量磁导率的无损检测设备不适用。本文提出一种采用永磁体磁化的低功耗增量磁导率检测方法,该方法用永磁体形成偏置磁场,无需大功率供电对样件进行交变磁化,大大减小了检测设备的功耗。本文首先深入分析了永磁体磁化式增量磁导率检测方法的机理,从多个角度分析了永磁体作为磁化装置的可行性,并从微观结构方面分析了增量磁导率和力学性能的联系。分析表明永磁体可以作为磁化装置,永磁体磁化式增量磁导率检测方法可以用于检测材料的力学性能。其次本文对永磁体磁化式增量磁导率检测方法的实现方式进行了分析,推导了永磁体磁场分布数学解析式,并设计了移动永磁体磁化样件的仿真方案,在有限元仿真软件COMSOL中建立了永磁体磁化下的磁滞回线有限元仿真模型。利用解析式和有限元仿真分析对比了不同排布方式下永磁体阵列的切向磁感应强度和由其磁化形成的磁滞回线,由此确定了可行的永磁体阵列排布方式,并进一步建立了永磁体磁化下的增量磁导率曲线有限元仿真模型,该模型对实际实验的系统设计和特征提取都具有指导意义。最后本文根据有限元仿真模型设计并制作了基于永磁体磁化的增量磁导率检测系统,包括永磁体阵列、各个模块的设计方案和电路设计并计算了系统功耗。通过永磁体移动速度实验对永磁体移动速度进行讨论,结果表明永磁体移动速度应限制在一定范围内。使用该系统对铁磁性材料的屈服强度进行了检测,并通过数据拟合和BP神经网络两种方式对屈服强度进行了估计,数据拟合估计结果重复性更好,BP神经网络估计结果精确度更高,其平均相对误差小于11%,最大相对误差小于15%,可以基本实现对屈服强度的检测。

关键词：永磁体增量磁导率有限元仿真屈服强度无损检测

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