铁磁构件残余寿命评估方法

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1、第31卷第10期2010年10月航空学报ACTAAERONAUTICAETASTRONAUTICASINICAV01．31No．100ct．2010文章编号：1000—6893(2010)10-2109—06铁磁构件残余寿命评估方法李新蕾，任吉林，任尚坤，陈曦，付任珍(南昌航空大学无损检测技术教育部重点实验室，江西南昌330063)ResidualLifeAssessmentofFerromagneticComponentsLiXinlei，RenJilin，RanShangkun，ChenXi。FuRenzhen(K

2、eyLaboratoryofNondestructiveTesting。MinistryofEducation，NanchangHangkongUniversity，Nanchang330063，China)摘要：为研究磁记忆检测技术评估铁磁材料早期损伤的可行性，以磁记忆检测技术为手段。对40Cr钢三点弯曲SE(B)试样进行了常温疲劳裂纹扩展试验，分别测量了试样在相同载荷条件下不同循环周次N时的磁场数据。定义了一种新的磁记忆特征参量。分析并探讨了疲劳裂纹扩展过程中该特征参量的阶段性特征，结果表明该特征参量较传统的磁记忆

3、特征参量变化明显。通过分析磁记忆信号与裂纹扩展寿命、累积疲劳损伤之间的关系，建立了基于磁记忆信号的损伤参量模型，利用该模型可以很好地评估材料的残余寿命，可为磁记忆检测技术在铁磁性材料早期损伤以及残余寿命评估方面的应用提供借鉴作用。关键词：磁记忆检测；无损评估；裂纹扩展；残余寿命评估；损伤参量模型中图分类号：TP391．4文献标识码：AAbstract：Bymeansofmagneticmemorytechnology，afatiguecrackpropagationtestiscarriedOutatroomtempe

4、ratureforthestandardSE(B)specimenof40Crsteel．ThemagneticfielddistributionsofthespecimenareinvestigatedwiththesameloadanddifferentcyclenumbersN．Anewcharacteristicparameterformagnet—icmemorytestingisdefined，andthephasecharacteristicsofthecharacteristicparameterint

5、heprocessoffa—tiguecrackgrowthareanalyzedanddiscussed．Theresultsshowthatthecharacteristicparameterchangesmoremarkedlythanthetraditionalparameters．Byanalyzingtherelationsbetweenthemagneticmemorysig—nals，thecrackgrowthlifeandthecumulativefatiguedamage，anewdamagepa

6、rametermodelisestablishedbyusingmagneticmemorysignals．AccordingtOthismodel，theresiduallifeofferromagneticcomponentscanbeevaluatedexcellently．Thisresearchprovidesareferencevaluefortheapplicationofmagneticmemorytestingtechnologyinaspectsofearlydamageandresiduallif

7、eassessmentofferromagneticmaterials．Keywords：magneticmemorytesting；nondestructiveevaluation；crackpropagation；residuallifeassessment；damageparametermodel疲劳破坏是机械零部件早期失效的主要形式，随着现代机械向高速和大型化方向发展，许多零部件在高温、高压、重载和腐蚀等恶劣工况下运行，疲劳破坏事故更是层出不穷。因此，工程技术人员必须认真考虑可能的疲劳断裂问题。疲劳失效的基本特

8、征表现为：材料在低于其静强度极限的交变应力(或应变)持续作用下，萌生多种类型的内部缺陷(如位错、滑移、孔洞、微裂纹、应力诱发相变等)，并逐渐演化成为宏观裂纹，以及由于裂纹扩展而最终导致结构破坏的过程。金属的疲劳破坏过程可分为3个阶段，即疲劳裂纹萌生阶收稿日期：2009—10—26；修订日期：2010—03—24基金项目：航空科学基