Page 49 - 无损检测2024年第四期

潘文杰,等:
承压构件缺陷磁记忆检测信号的量化分析

图 2 有限元分析模型
3mm ,“ W ” 状波形起伏程度增大, 曲线出现 3 个极

值点; 裂纹深度为 4mm 时, 曲线在裂尖处有一个极

大值点; 裂纹深度为 5mm 时, 切向磁场强度呈现出
一条平滑曲线, 且在裂尖处有极大值。图 4 ( b ) 中曲
线在裂尖位置处纵坐标都经过了零点, 随着裂纹深
度的增加, 曲线在裂尖左右两端分别呈现向下凹和
向上凸的趋势, 且波动幅度随之增大。
为了更加精确地分析磁记忆信号的变化规律,
用法向磁场梯度值 K 表示磁记忆信号出现特殊变
化规律区域的应力集中程度。

如图 4 ( c ) 所示, 在 100 MPa的载荷作用下, 裂

纹深度为 1mm 时, 由于距离检测路径较远, 信号比

较弱; 当裂纹深度为 2mm 时, 切向与法向磁场梯度

曲线皆出现了两个波峰; 裂纹深度增加至 3mm 时,
图 3 力磁耦合分析流程图
曲线波动幅度增大; 当裂纹深度为 4mm 时, 无法准
3 试验结果分析 确对 应 力 分 布 情 况 进 行 表 征; 裂 纹 深 度 增 加 至
5mm 时, 切向磁场强度与法向磁场梯度曲线变得

3.1 裂纹缺陷信号分析
平滑且极值增大。
3.1.1 缺陷深度影响分析
提取不同裂纹深度状态下法向磁场梯度曲线极
为研究缺陷深度对磁记忆信号的影响, 以裂纹
大值点处的 K 值, 以裂纹深度 a 进行曲线拟合, 拟

深度a 为 1 , 2 , 3 , 4 , 5mm , 分别建立 5 个平板模型。
合曲线如图 4 ( d ) 所示, 拟合公式中的 K 与a 呈类
按照单向拉伸的加载方式, 在平板模型左右端面各
指数函数关系, 即

施加 100 MPa的拉伸载荷, 得到该载荷下不同深度
a - 1.76

- 4
裂纹的磁场信号, 如图 4 所示。 K = 1.56×10 ×e 0.59 +6.93×10 - 3 ( 1 )

由图 4 ( a ) 可以看出, 当裂纹深度为 1 mm 时, 3.1.2 加载应力的影响
缺陷附近切向磁场强度曲线平滑过渡; 裂纹增加至 磁记忆检测信号会受到载荷大小的影响, 故选
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2024 年 第 46 卷 第 4 期
无损检测