基于磁致伸缩导波的钢丝疲劳损伤检测实验研究

发布时间：2024-02-17 21:08

　　钢丝作为钢绞线和桥梁缆索等结构的基本承载单元,在长期使用过程中不可避免会出现疲劳损伤,甚至会发生突然断裂,造成灾难性的事故,因此对钢丝进行疲劳损伤检测具有重要意义。磁致伸缩导波检测技术具有非接触、无需耦合剂、可对整个截面检测等特点已被广泛用于钢丝、钢绞线和桥梁缆索的断丝及腐蚀等宏观缺陷检测,而针对疲劳损伤等微观缺陷检测的研究还很少。本论文利用磁致伸缩导波检测技术开展了钢丝疲劳损伤检测实验研究,为钢绞线及桥梁缆索疲劳检测提供了支持。首先,基于位错理论和磁致伸缩效应,分析了钢丝疲劳损伤对磁致伸缩导波换能过程的影响,并通过实验进行了验证。结果表明疲劳损伤导致磁致伸缩导波激励和接收过程的换能效率降低,且最大换能效率所对应的偏置磁场强度增大。其次,研究了钢丝疲劳损伤对纵向导波传播过程的影响。利用有限元软件基于非线性应力应变关系建立了钢丝疲劳损伤有限元模型,研究了纵向导波在疲劳损伤钢丝中的传播特性。结果表明纵向导波在疲劳损伤钢丝中传播后会产生二次谐波,导致非线性系数增加。针对傅立叶变换计算非线性系数时受信号截断区域影响的问题,提出了基于小波变换的非线性系数计算方法。利用基于小波变换的非线性系数计算...

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.1常见的桥梁缆索

（a）平行钢丝缆索（b）钢绞线缆索图1.1常见的桥梁缆索本课题的目的是基于磁致伸缩导波检测技术对钢丝疲劳损伤进行检测实验研究续的钢绞线和桥梁缆索疲劳损伤检测提供支持。2国内外研究现状2.1磁致伸缩导波检测技术概述磁致伸缩导波检测技术基于磁致伸缩效应和及其逆效应，具有非接....

图2.1铁磁性材料磁畴随外部磁场的变化示意图

磁阻增大。位错越多，由位错产生的不可克服钉扎点就磁阻越大[63]。损伤对磁致伸缩导波激励过程影响分析构件受到磁场作用时会发生磁致伸缩效应，其本质是铁磁性材料没有外加磁场作用，时铁磁性材料内部磁畴处于一种原始的排列最低，总磁化强度为零[67]。当对材料施加外磁场时，在外加磁场向将与....

图2.220#钢材料磁致伸缩曲线

图2.220#钢材料磁致伸缩曲线，材料的疲劳过程是位错发展的过程，位畴的运动[51]。如图2.3所示，在相同大小磁畴的运动，导致疲劳材料的磁致伸缩应作用是有限的。在磁致伸缩系数趋于饱和对磁畴运动的钉扎阻碍作用逐渐被克服[49]。位错对磁畴运动的阻碍作用，相同的外加。疲劳材....

图2.3疲劳材料位错钉扎点对磁畴运动的影响

图2.3疲劳材料位错钉扎点对磁畴运动的影响导波的激励过程是基于磁致伸缩效应。磁致伸缩效应是指铁尺寸会发生变化，当磁场为周期性交变磁场时，铁磁性构件和缩短的现象[11]。磁致伸缩导波的激励过程可表示为：sdHH=+分别表示应变和应力大小，H表示磁场强度，sH是由磁场H伸缩....

本文编号：3901327