Q235钢力-磁效应的数值模拟研究.pdf

《Q235钢力-磁效应的数值模拟研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、2013年第27卷第2期测试技术学报Vo1．27No．22013(总第98期)J0URNALoFTESTANDMEASUREMENTTECHNOLOGY(SumNo．98)文章编号：1671—7449(20l3)02—0167—07(；1235钢力一磁效应的数值模拟研究李晓萌，丁红胜，郭国明，白世武。(1．北京科技大学物理系，北京100083；2．中国石油天然气管道科学研究院，河北廊坊065000)摘要：利用ANSYS有限元分析软件，对Q235钢在地磁环境下静拉伸试验的力一磁效应进行模拟，并将模拟结果与漏磁信号测量结果进

2、行比较，证明了两者有较好的一致性；对磁场值曲线取一阶微分，以峰一谷差值D、峰一谷间距D。对试件应力集中程度进行判断，试验结果表明，此评价标准具有合理性，可望在应力集中早期诊断的定量化分析中有很好的实际应用价值．关键词：金属磁记忆；有限元；力一磁效应；漏磁信号；应力集中中图分类号：TG115．27；TH140．7文献标识码：Adoi：10．3969／j．issn．1671—7449．2013．02．014SimultationofStress—magnetizati0nEffectforQ235SteelLIXiaomen

3、g，DINGHongsheng，GUOGuoming，BAIShiwu。(1．Der·artrnentofPhysics，UniversityofScienceandTechnologyBeijing，Beijing100083，China；2．PipelineResearchInstituteofChinaNationalPetroleumCorporation，Langfang065000，China)Abstract：Thestress—magnetizationeffectofQ235steelsstaticte

4、nsileunderthegeomagneticfieldissimulat—edbyusingthefiniteelementanalysis(FEA)softwareANSYS．Thesimulationresultshaveagoodagreementwiththeexperimentaltestofmagneticfluxleakage(MFL)．Thepeak—valleydifferenceDHandpeak—valleyspacingDLaredefinedtoestimatethedegreeofstre

5、ssconcentrationbyanalyzingthefirstderivativeMFLsig-nalofmagneticfieldcurve，whichturnsouttobereasonabletovaluethestressconcentrationonmetalmag—neticmemory(MMM)testing．Thesimulationhassomegoodreferencesfortheresearchonquantitativeanaly—sisofearlydiagnose．Keywords：m

6、etalmagneticmemory；finiteelementanalysis；stress—magnetizationeffect；magneticleakagesignal：stressconcentration0引言作为一种新的无损检测技术，金属磁记忆检测技术u。能有效地对铁磁构件的早期损伤(尤其是隐形不连续变化)进行诊断．该方法的检测依据是铁磁构件在运行时，受工作载荷和地磁场共同作用，在应力和变形集中区域内会发生具有磁滞伸缩性质的磁畴组织定向和不可逆的重新取向，并形成最大漏磁场H的变化．即磁场的切向分量H(．1

7、7)具有最大值，而法向分量H(3，)改变符号且具有过零点．这种磁状态的不可逆变化在工作载荷消除后继续保留，从而通过漏磁场法向分量lip(Y)的测定，便可准确判断工件的应力集中部位j．目前，评定构件应力变形集中状况的方法很多，如x射线衍射法]、超声测速法】、激光干涉法和*收稿日期：2012．10．06基金项目：国家自然科学基金资助项目(61072082)；中央高校基础科研业务费资助项目(FRF-MP12—008a)作者简介：李晓填(1988．)，女，硕士生，主要从事无损检测及力磁模拟仿真研究．168测试技术学报2013年第

8、2期小孑L法等．这些方法均以试验为基础，不仅成本高、操作复杂，而且难以达到很高的精度㈧．近年来，随着计算机技术的发展而迅速崛起的有限元计算法，成为力学分析中最为有效、应用最为广泛的一种数值计算方法．本文结合铁磁材料的力一磁效应原理，利用外应力引起的应力集中导致材料磁特性变化的规律，对应力集中区域铁磁材料的属性进行赋值