【摘要】：金屬磁記憶檢測技術是一門可以對鐵磁構件進行早期損傷檢測的新型無損檢測技術,從誕生至今十幾年間,得到了世界各國科研學者的普遍關注。然而該技術的檢測結果和評判標準仍處于完善階段,其中一個重要的原因是由于鐵磁材料應用的廣泛性,致使需要研究的領域眾多。因此本文把這種無損檢測技術應用于常用的橋梁專用鋼,通過研究橋鋼鋼板試件拉伸試驗來檢驗該技術在橋梁鋼結構領域的適用性,通過重點研究橋鋼波紋腹板鋼箱梁試件受彎試驗,分析不同應力應變下的磁記憶信號變化規(guī)律,以及不同荷載下波紋腹板表面自上至下方向的磁記憶信號的變化規(guī)律,得到與波紋腹板鋼箱梁力學性能相關的磁特性。主要進行了以下工作:(1)通過Q345qC鋼板件拉伸試驗驗證了金屬磁記憶檢測原理在橋梁鋼結構領域的適用性,表明在試件斷裂位置,法向磁場強度H_p(y)過零點且符號改變,梯度K出現極值點;彈性階段,磁記憶信號曲線近似呈線性,梯度曲線近似呈直線分布,而在塑性階段,磁記憶信號曲線呈非線性分布,梯度曲線也呈非線性分布。(2)通過Q345qC波紋腹板鋼箱梁四點受彎試驗,研究了鋼箱梁各個位置的磁記憶信號的變化規(guī)律。表明試件上下翼緣表面的磁記憶信號曲線形狀近似呈“梯形”,與試件在豎向集中荷載作用下的彎矩圖相似,上下翼緣屈服后,檢測線上的磁記憶信號曲線開始出現“過零點”,且隨著荷載的增大,“過零點”位置逐漸向損傷最大處靠近,失穩(wěn)時正好與損傷最大位置重合,可將翼緣磁記憶信號曲線的“過零點”位置作為出現危險時刻和危險位置的判定依據。而試件腹板表面的磁記憶信號在集中力加載位置有明顯的“波峰”現象,可利用腹板“波峰”位置來判定試件的應力集中區(qū),“波峰”幅值越高,應力集中程度越大。(3)通過研究鋼箱梁四點受彎試驗力磁關系發(fā)現有以下特征:在彈性階段時,磁記憶信號強度隨著應變的增加而增強,磁記憶信號與應變關系曲線斜率逐漸增加,磁記憶信號隨應變變化速率逐漸變大;塑性階段,磁記憶信號強度隨應變增大繼續(xù)增強,磁記憶信號與應變關系曲線斜率突然開始減小,磁記憶信號隨應變變化速率減小。當磁記憶信號與應變關系曲線斜率由增長變?yōu)榻档蜁r,即出現“拐點”,此“拐點”位置試件剛好屈服,以此檢測特征可以評判試件是否進入屈服階段。(4)通過對波紋鋼腹板抗剪性能的磁記憶表征技術進行研究,發(fā)現在波紋鋼腹板上,隨著標定高度的增大,磁記憶信號減小,并且隨著荷載的增大,剪應力也增大,截面區(qū)域的磁記憶信號強度增加;影響磁記憶信號沿標定梁高方向的變化速率的因素主要有兩個:彎剪段或純彎段區(qū)域、施加的荷載的大小。波紋鋼腹板上彎剪段平均磁記憶信號變化速率與荷載的關系曲線近似呈拋物線分布,且區(qū)域平均磁記憶信號變化速率絕對值先增大后減小;腹板純彎段的區(qū)域平均磁記憶信號變化速率與荷載的關系曲線呈不規(guī)律變化;對區(qū)域平均磁記憶信號變化率和剪力關系進行了初步的定量研究,在未考慮與鐵磁材料磁化相關的其他因素的耦合作用情況下,沿高度方向區(qū)域平均磁記憶信號變化率與剪力的平方近似呈線性關系。
【圖文】：

代替：0( )BB u H MBrown 為了適應不同的磁學單位而引入的一個符號�？蓪⑹剑築 uH0 0(1 )B r u u，u 稱為磁導率。磁材料基本特征的是磁化曲線和磁滯回線，其中磁化曲磁場作用下所具有的磁化規(guī)律。如圖 2.1 所示，磁化曲線個階段：起始磁化區(qū)（Ⅰ區(qū)），弱磁場下，磁感應強度 B增加緩慢；劇烈磁化區(qū)（Ⅱ區(qū)），，中等磁場下，B（或 M化區(qū)（Ⅲ區(qū)），強磁場作用下，隨著外磁場增加，B（或 M飽和程度；飽和磁化區(qū)（Ⅳ區(qū)），在更高磁場作用下，B（此時微觀上磁疇基本趨于同一方向，達到飽和。

圖 2.8 鋼板件拉伸試驗圖300DL 電液伺服萬能試驗機上進行拉伸試驗，測試件表面磁記憶信號。試件分為兩組，每以檢測鋼材的力學性能，一組在拉伸過程中拉伸過程中的荷載-位移圖如圖 2.9 所示，第 2.10 所示。0 5 10 15 20 250102030405060力（kN)位移（mm）
【學位授予單位】：西安建筑科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：U446

【參考文獻】

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本文編號：2517997