基于维拉里反转效应的钢绞线拉应力检测系统

发布时间：2021-10-12 11:31

　　钢绞线作为桥梁缆索的重要组成单元,获取钢绞线的拉应力状态的对保障缆索的正常运行具有重要意义。现有铁磁构件磁性检测法多通过分析各磁化工作点下磁参数随应力变化规律来确定最佳应力表征磁参数,寻找过程繁琐且大多靠人为判断,缺乏理论指导对其进行快速定位。基于此,本学位论文提出基于力致磁感应强度的应力表征模型,并针对钢绞线的结构特殊性,将该模型应用于钢绞线的拉应力检测,开展钢绞线拉应力检测系统研制。首先,建立了基于维拉里反转效应的应力表征模型。从“变磁场”和“变应力场”两个角度对交叉点与维拉里反转点进行区分和解释,并根据维拉里反转点的特性推导基于力致磁感应强度的应力表征模型。然后根据维拉里反转点处磁感应强度对应力的偏导为零的特性,得到力致磁感应强度随应力的变化关系。在考虑高应力的情况下,略去模型中的应力倒数项,得到力致磁感应强度与应力呈一阶线性关系。然后,完成钢绞线拉应力检测系统硬件开发。对恒磁激励下的钢绞线表面漏磁场分布特性进行有限元分析,设计了正交分布式磁传感器以及阵列式恒磁检测传感器,以获取钢绞线表面轴向和法向磁感应强度;并根据阵列式传感器的信号特性开发基于现场可编程门阵列（FPGA,Fie... 

【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：76 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

江苏盐城通榆河桥垮塌前后

华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文事故发生，拉索在桥梁体系中的重要程度可见一斑，拉索的疲劳程度和受力状况严重影响这桥梁的安全运行，因此，必须对拉索尤其是采用缆索承重体系的桥梁拉索的受力状态进行科学的监测和维护才能保证其正常稳定的工作状态，尽可能的延长其使用寿命进而避免不必要的安全事故和财产损失[2,3,4]。图 1.1 江苏盐城通榆河桥垮塌前后

图 2.1 Fe 的饱和磁致伸缩随磁场强度的变化关系[14]”条件下，磁性材料由于磁场的作用会存在磁致伸能的减小，以及内应力的增加；如图2.2所示，当钉扎效应，从而使磁感应强度B增大，而随着外应能增加，从而使磁化强度M以及磁感应强度B减小性材料施加外力作用，磁感应强度B会随之增加为维拉里反转点，且在该点有 B/ σ=0；

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于表面磁感应强度的铁磁构件应力恒磁表征方法[J]. 邓东阁,左苏,武新军.  物理学报. 2018(17)
[2]钢绞线截面应力精细化分析[J]. 陈冲,袁行飞.  浙江大学学报(工学版). 2017(05)
[3]基于永磁恒定磁场激励的起始磁化曲线测量[J]. 邓东阁,武新军,左苏.  物理学报. 2016(14)
[4]基于磁特性曲线的杆件拉力测量及影响因素研究[J]. 吴斌,李强光,刘秀成,冯欢,何存富.  仪器仪表学报. 2015(03)
[5]闭合磁路的磁弹索力传感器优化及实验研究[J]. 宋凯,柳权,刘国勇,刘付鹏,徐帆.  传感技术学报. 2015(02)
[6]永磁体外部磁场的不均匀性研究[J]. 何永周.  物理学报. 2013(08)
[7]磁致伸缩导波激励端偏置磁场的等效方法[J]. 徐江,程丞,武新军,沈功田.  华中科技大学学报(自然科学版). 2012(11)
[8]拉索漏磁检测磁化器有限元分析与设计[J]. 贲安然,武新军,袁建明.  化工自动化及仪表. 2012(02)
[9]钢缆索材料磁弹效应的材料特性实验研究[J]. 刘小亮,陈伟民,刘琳,章鹏,罗伟.  传感器与微系统. 2011(03)
[10]钢缆索索力磁性传感理论模型与实验研究[J]. 陈伟民,姜建山,章鹏,刘琳,刘小亮.  仪器仪表学报. 2010(04)

博士论文
[1]基于磁弹效应和磁电层合材料的在役钢结构应力监测研究[D]. 张茹.浙江大学 2014
[2]磁致伸缩与磁弹一体化传感技术及其钢索检测应用研究[D]. 刘秀成.北京工业大学 2013
[3]在役拉索金属截面积测量方法[D]. 袁建明.华中科技大学 2012
[4]基于磁弹效应的钢缆索索力在线监测关键技术探索[D]. 唐德东.重庆大学 2007

硕士论文
[1]集成式电磁检测仪研制[D]. 赵昆明.华中科技大学 2017
[2]近期桥梁安全事故深度调查与分析[D]. 刘斐.中南大学 2014
[3]基于光纤光栅的索力传感器的研制与应用[D]. 张莹.大连理工大学 2011
[4]永磁激励下应力检测方法的研究[D]. 刘百成.沈阳工业大学 2011



本文编号：3432495