地磁场中铁磁构件应力集中区的力磁耦合模型

万强; 李思忠; 汤紫峰

地磁场中铁磁构件应力集中区的力磁耦合模型

中国工程物理研究院总体工程研究所，绵阳621900

基金项目:

国家自然科学基金资助项目(10802081)

详细信息

作者简介:
万强(1979-)，副研究员，从事力磁多场耦合，材料静动态力学行为研究。

中图分类号: TG115.28;O348,O343.5
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出版历程
- 收稿日期: 2010-06-07
- 刊出日期: 2011-04-09

A Stress-Magnetization Coupled Model for Magnetic Memory Phenomenon of Ferromagnetism Materials

摘要

摘要: 为了更有效地表征铁磁材料中应力集中区与其在空间中的磁场关系，基于力与磁畴非线性关系，从宏观热力学关系出发，结合应力影响磁致伸缩应变饱和值的微观物理机制及其变化规律，建立了磁场强度与应力的唯象关系。并将应力集中区等效为磁耦极子，结合电磁场理论与上述唯象关系，建立了反映应力-磁场的耦合模型。在该模型基础上，建立了石油管道缺陷磁记忆检测试验系统。在50 m长的石油管道上制作了焊缝裂纹等缺陷。采用磁检测仪对焊缝缺陷的磁特征信号进行了检测。结果发现，随着测试路径的不同，磁信号发生规律性变化，与所建模型预测吻合，证明了模型的可靠性。所建模型可以用于分析缺陷在空间产生的磁场分布、缺陷大小、缺陷深度以及缺陷的分布，为磁检测仪的研制以及定量分析缺陷磁信号打下了基础。
- 磁记忆检测 /
- 应力集中 /
- 力磁耦合模型 /
- 磁耦极子
Abstract: A stress-magnetization coupled model which can describe the magnetic field distribution around fault effectively was constituted. Firstly, in order to better describe the complex ferromagnetism materials behavior, a new nonlinear constitutive model was developed, which could reflect the effect of residual stress on the magnetic field of magnetic ferromagnetism materials. Then, a stress-magnetization coupled model was established by integrating magnetic dipole model. The variation of magnetic field and the leakage magnetic field of damage zone had been researched and calculated respectively based on this model. An experimental equipment of petroleum pipeline with fault was established. The results of magnetic memory testing on the petroleum pipeline were in accordance with the stress-magnetization coupled model. This model could describe the magnetic field of fault, distribution of fault, the depth of fault, which can provide a reference for the quantitative analysis of magnetic signal.
- Magnetic memory testing /
- Stress concentrate /
- Stress-magnetization couple model /
- Magnetic dipole model

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地磁场中铁磁构件应力集中区的力磁耦合模型

作者简介: 万强(1979-)，副研究员，从事力磁多场耦合，材料静动态力学行为研究。

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万强(1979-)，副研究员，从事力磁多场耦合，材料静动态力学行为研究。