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金属残余应力声发射检测研究

【摘要】:随着工业现代化的不断发展,产品质量和耐久性问题被关注。机械零件是构成科技工业基本,其质量问题影响设备的正常工作甚至损坏设备。而残余应力的存在对机械零件的可靠性有着十分重大的影响。残余应力是物体在没有外力作用下仍以平衡状态存在于物体内部的应力。残余应力在机械零件中是普遍存在的,残余应力会导致应力集中,从而会引发材料产生微裂纹的结果,而这些微裂纹又会在一定的条件下引起材料的断裂,从而会诱发大量事故,因此对构件的残余应力进行正确有效的检测具有十分重要的意义。本文主要研究铁磁性钢板的磁化理论,提出了使用磁声发射无损检测技术对钢板的残余应力进行检测的方法。依据磁声发射技术检测原理,应用Comsol Multiphysics有限元仿真分析软件对铁磁性材料钢板进行仿真计算及结果处理。仿真过程中通过改变钢板所受外加应力的大小,研究钢板上产生的磁感应强度的大小变化情况,分析交流电磁场在钢板上产生的磁感应强度大小与钢板外加应力大小之间的关系。结合有限元仿真分析,深入研究电磁场理论,分析不同磁化器的特点,设计与制作磁化器,选择所需软硬件搭建实验平台。对钢板处在不同应力的状态下进行磁声发射检测,分析声发射信号特征参数的变化情况,发现实验结果与有限元仿真分析结果相一致,最终得出钢板所受应力的大小不同,检测出的磁声发射信号的强度也不同,且所受的外加应力越大,磁声发射信号越强。

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