本文主要研究内容
作者邱发生（2019）在《基于磁畴动态行为特征的应力表征研究》一文中研究指出：铁磁性材料及构件广泛应用于交通运输、石油管道、桥梁建设等工业领域,构件在高温、高压、高载状态下长期使用容易产生材料性能退化及缺陷等造成安全隐患。无损评估是保障构件安全使用、设备可靠运行的有效手段之一,越来越受到各个工业领域的重视,并带来显著的社会和经济效益。裂纹的产生是材料失效的根本因素之一,被誉为“工业癌症”。裂纹是由于材料在长期循环载荷下萌生微裂纹并不断累积和发展过程引起的。残余应力和应力集中是裂纹产生的先兆。对构件的应力评估可以预判裂纹的产生,并可以作为应力集中程度的判断依据。新兴的磁光成像技术,特别是磁畴动态特性可视化技术,在评估应力状态,研发新的磁传感器和磁无损检测手段具有重大的意义。目前,磁畴可视化和磁畴应力表征存在三大挑战:首先,传统磁畴观测技术需要对样品进行抛光,无法实现磁畴的实时观测;其次,磁畴动态行为研究还处于定性描述阶段,磁畴动态特性和材料应力状态之间的定量关系尚不明确;最后,磁畴可视化成像的时间分辨率不足,难以获取交流激励下磁畴状态。针对以上挑战,本论文的主要研究内容和创新点如下:1)为解决试件磁畴实时可视化的难题,本文首先融合了磁光克尔成像和磁光薄膜成像技术,基于该技术实现了涂层电工钢磁畴的实时可视化。基于实时成像技术研究电工钢在不同拉应力状态下的磁畴动态行为。从磁畴运动规律出发,提出了基于180°畴壁翻转阈值磁场特征参数,建立了该特征参数与应力之间的定量关系。结果表明,该特征参数与应力之间具有高度的相关性,相关系数大于0.95。所提出的特征参数在0-61.9MPa应力范围内增加了89.3%,增加斜率为3.57A m-1MPa-1。与宏观磁特性参数相比,所特征参数具有更高灵敏度,能够检测微小应力的变化。同时,对比不同晶粒磁畴动态行为特征和180°畴壁翻转阈值磁场的差异,讨论了晶粒特性对应力评估的影响。2)在磁畴可视化的基础上,针对磁畴在已有的研究中主要以定性描述为主,而要实现应力状态的评估,需要建立畴壁运动特性和应力之间的定量关系。本文从畴壁运动量化出发,获取了磁畴运动序列图像,提取了畴壁运动速度特征参数。从畴壁运动速度分布中,提取了速度峰值和峰值位置两个特征参数,建立了应力与两个特征参数之间的定量关系。对比不同晶粒中畴壁速度分布的差异,讨论了峰值和峰值位置对应力表征的鲁棒性。从宏观角度出发,获取了被测试件表面的正切磁场随磁畴移动的演变规律,表明附加磁畴的形成、变化和消失与表面漏磁场变化密切相关。漏磁场的变化反过来又影响了畴壁的运动速度。从而得到了畴壁运动速度、附加磁畴演变和漏磁场三者之间的内在关联,揭示了应力导致的退磁效应是影响畴壁运动速度变化的微观物理机理。最后,构建了磁畴运动速度积分模型,重构了局部磁滞回线,并与宏观B-H曲线的相关性进行分析,揭示了畴壁速度和宏观磁化曲线之间的内在映射关系。3)针对磁畴可视化时间分辨率不足的难题,论文融合激光技术在高功率、单色性、高时间分辨率等优势实现了交流磁化下内翻转过程的可视化。基于时间分辨磁光成像,研究了磁畴结构对巴克豪森和力-磁耦合行为的影响。选取具有不同倾角磁畴的晶粒,研究了晶粒特性对宏观磁响应信号和微观磁畴动态特性的影响,建立了巴克豪森、力磁耦合行为和磁畴倾角之间的关系。结果表明,巴克豪森噪声信号与应力之间的关系随畴壁倾角变化出现完全不同的变化趋势。从表面正切磁场和附加磁畴随磁畴倾角的演变分析中,证明了退磁能和磁弹性能的变化是导致巴克豪森和力磁耦合行为在不同晶粒中随应力出现不同变化趋势的根本原因。4)最后,研究了不同方向的应力对畴壁动态特性和巴克豪森噪声信号的影响。在铁磁构件实际服役过程中,应力可能来自不同方向,应力和磁畴之间角度可能从0°到90°变化。面对多方向应力存在可能性,选取当应力垂直于或平行于磁畴方向时,研究磁畴动态行为、巴克豪森和应力之间的关系。基于时间分辨的磁光克尔显微镜,研究交流激励下磁畴在不同加载应力下的演变过程。表明应力垂直于[001]时,90°畴壁的形成和移动为巴克豪森峰值产生的主要物理机理。通过定量磁光克尔显微镜研究了磁畴重组和磁矩转动过程。表明磁畴由0MPa的“板型”磁畴模式转变为40MPa的I型应力磁畴模式。随应力继续增加,磁畴转变为II型应力磁畴模式。从物理角度,讨论了应力导致的磁晶各向异性能对畴壁动态行为演变、巴克豪森和应力评估的影响。本文从磁畴微观角度出发,很好将磁畴动态行为特征应用到了应力评估中。研究了宏观磁滞回线、表面漏磁场、巴克豪森应力评估技术的微观物理机理,建立了微观磁畴动态行为和宏观磁特性参数之间的关系。对材料微观磁畴动态行为及特征的分析为在役大型服役设备及铁磁构件的关键部位应力状态无损评估检测奠定了理论基础,为研发新的磁传感器和磁无损应力检测技术提供了技术手段。
Abstract
tie ci xing cai liao ji gou jian an fan ying yong yu jiao tong yun shu 、dan you guan dao 、qiao liang jian she deng gong ye ling yu ,gou jian zai gao wen 、gao ya 、gao zai zhuang tai xia chang ji shi yong rong yi chan sheng cai liao xing neng tui hua ji que xian deng zao cheng an quan yin huan 。mo sun ping gu shi bao zhang gou jian an quan shi yong 、she bei ke kao yun hang de you xiao shou duan zhi yi ,yue lai yue shou dao ge ge gong ye ling yu de chong shi ,bing dai lai xian zhe de she hui he jing ji xiao yi 。lie wen de chan sheng shi cai liao shi xiao de gen ben yin su zhi yi ,bei yu wei “gong ye ai zheng ”。lie wen shi you yu cai liao zai chang ji xun huan zai he xia meng sheng wei lie wen bing bu duan lei ji he fa zhan guo cheng yin qi de 。can yu ying li he ying li ji zhong shi lie wen chan sheng de xian zhao 。dui gou jian de ying li ping gu ke yi yu pan lie wen de chan sheng ,bing ke yi zuo wei ying li ji zhong cheng du de pan duan yi ju 。xin xing de ci guang cheng xiang ji shu ,te bie shi ci chou dong tai te xing ke shi hua ji shu ,zai ping gu ying li zhuang tai ,yan fa xin de ci chuan gan qi he ci mo sun jian ce shou duan ju you chong da de yi yi 。mu qian ,ci chou ke shi hua he ci chou ying li biao zheng cun zai san da tiao zhan :shou xian ,chuan tong ci chou guan ce ji shu xu yao dui yang pin jin hang pao guang ,mo fa shi xian ci chou de shi shi guan ce ;ji ci ,ci chou dong tai hang wei yan jiu hai chu yu ding xing miao shu jie duan ,ci chou dong tai te xing he cai liao ying li zhuang tai zhi jian de ding liang guan ji shang bu ming que ;zui hou ,ci chou ke shi hua cheng xiang de shi jian fen bian lv bu zu ,nan yi huo qu jiao liu ji li xia ci chou zhuang tai 。zhen dui yi shang tiao zhan ,ben lun wen de zhu yao yan jiu nei rong he chuang xin dian ru xia :1)wei jie jue shi jian ci chou shi shi ke shi hua de nan ti ,ben wen shou xian rong ge le ci guang ke er cheng xiang he ci guang bao mo cheng xiang ji shu ,ji yu gai ji shu shi xian le tu ceng dian gong gang ci chou de shi shi ke shi hua 。ji yu shi shi cheng xiang ji shu yan jiu dian gong gang zai bu tong la ying li zhuang tai xia de ci chou dong tai hang wei 。cong ci chou yun dong gui lv chu fa ,di chu le ji yu 180°chou bi fan zhuai yu zhi ci chang te zheng can shu ,jian li le gai te zheng can shu yu ying li zhi jian de ding liang guan ji 。jie guo biao ming ,gai te zheng can shu yu ying li zhi jian ju you gao du de xiang guan xing ,xiang guan ji shu da yu 0.95。suo di chu de te zheng can shu zai 0-61.9MPaying li fan wei nei zeng jia le 89.3%,zeng jia xie lv wei 3.57A m-1MPa-1。yu hong guan ci te xing can shu xiang bi ,suo te zheng can shu ju you geng gao ling min du ,neng gou jian ce wei xiao ying li de bian hua 。tong shi ,dui bi bu tong jing li ci chou dong tai hang wei te zheng he 180°chou bi fan zhuai yu zhi ci chang de cha yi ,tao lun le jing li te xing dui ying li ping gu de ying xiang 。2)zai ci chou ke shi hua de ji chu shang ,zhen dui ci chou zai yi you de yan jiu zhong zhu yao yi ding xing miao shu wei zhu ,er yao shi xian ying li zhuang tai de ping gu ,xu yao jian li chou bi yun dong te xing he ying li zhi jian de ding liang guan ji 。ben wen cong chou bi yun dong liang hua chu fa ,huo qu le ci chou yun dong xu lie tu xiang ,di qu le chou bi yun dong su du te zheng can shu 。cong chou bi yun dong su du fen bu zhong ,di qu le su du feng zhi he feng zhi wei zhi liang ge te zheng can shu ,jian li le ying li yu liang ge te zheng can shu zhi jian de ding liang guan ji 。dui bi bu tong jing li zhong chou bi su du fen bu de cha yi ,tao lun le feng zhi he feng zhi wei zhi dui ying li biao zheng de lu bang xing 。cong hong guan jiao du chu fa ,huo qu le bei ce shi jian biao mian de zheng qie ci chang sui ci chou yi dong de yan bian gui lv ,biao ming fu jia ci chou de xing cheng 、bian hua he xiao shi yu biao mian lou ci chang bian hua mi qie xiang guan 。lou ci chang de bian hua fan guo lai you ying xiang le chou bi de yun dong su du 。cong er de dao le chou bi yun dong su du 、fu jia ci chou yan bian he lou ci chang san zhe zhi jian de nei zai guan lian ,jie shi le ying li dao zhi de tui ci xiao ying shi ying xiang chou bi yun dong su du bian hua de wei guan wu li ji li 。zui hou ,gou jian le ci chou yun dong su du ji fen mo xing ,chong gou le ju bu ci zhi hui xian ,bing yu hong guan B-Hqu xian de xiang guan xing jin hang fen xi ,jie shi le chou bi su du he hong guan ci hua qu xian zhi jian de nei zai ying she guan ji 。3)zhen dui ci chou ke shi hua shi jian fen bian lv bu zu de nan ti ,lun wen rong ge ji guang ji shu zai gao gong lv 、chan se xing 、gao shi jian fen bian lv deng you shi shi xian le jiao liu ci hua xia nei fan zhuai guo cheng de ke shi hua 。ji yu shi jian fen bian ci guang cheng xiang ,yan jiu le ci chou jie gou dui ba ke hao sen he li -ci ou ge hang wei de ying xiang 。shua qu ju you bu tong qing jiao ci chou de jing li ,yan jiu le jing li te xing dui hong guan ci xiang ying xin hao he wei guan ci chou dong tai te xing de ying xiang ,jian li le ba ke hao sen 、li ci ou ge hang wei he ci chou qing jiao zhi jian de guan ji 。jie guo biao ming ,ba ke hao sen zao sheng xin hao yu ying li zhi jian de guan ji sui chou bi qing jiao bian hua chu xian wan quan bu tong de bian hua qu shi 。cong biao mian zheng qie ci chang he fu jia ci chou sui ci chou qing jiao de yan bian fen xi zhong ,zheng ming le tui ci neng he ci dan xing neng de bian hua shi dao zhi ba ke hao sen he li ci ou ge hang wei zai bu tong jing li zhong sui ying li chu xian bu tong bian hua qu shi de gen ben yuan yin 。4)zui hou ,yan jiu le bu tong fang xiang de ying li dui chou bi dong tai te xing he ba ke hao sen zao sheng xin hao de ying xiang 。zai tie ci gou jian shi ji fu yi guo cheng zhong ,ying li ke neng lai zi bu tong fang xiang ,ying li he ci chou zhi jian jiao du ke neng cong 0°dao 90°bian hua 。mian dui duo fang xiang ying li cun zai ke neng xing ,shua qu dang ying li chui zhi yu huo ping hang yu ci chou fang xiang shi ,yan jiu ci chou dong tai hang wei 、ba ke hao sen he ying li zhi jian de guan ji 。ji yu shi jian fen bian de ci guang ke er xian wei jing ,yan jiu jiao liu ji li xia ci chou zai bu tong jia zai ying li xia de yan bian guo cheng 。biao ming ying li chui zhi yu [001]shi ,90°chou bi de xing cheng he yi dong wei ba ke hao sen feng zhi chan sheng de zhu yao wu li ji li 。tong guo ding liang ci guang ke er xian wei jing yan jiu le ci chou chong zu he ci ju zhuai dong guo cheng 。biao ming ci chou you 0MPade “ban xing ”ci chou mo shi zhuai bian wei 40MPade Ixing ying li ci chou mo shi 。sui ying li ji xu zeng jia ,ci chou zhuai bian wei IIxing ying li ci chou mo shi 。cong wu li jiao du ,tao lun le ying li dao zhi de ci jing ge xiang yi xing neng dui chou bi dong tai hang wei yan bian 、ba ke hao sen he ying li ping gu de ying xiang 。ben wen cong ci chou wei guan jiao du chu fa ,hen hao jiang ci chou dong tai hang wei te zheng ying yong dao le ying li ping gu zhong 。yan jiu le hong guan ci zhi hui xian 、biao mian lou ci chang 、ba ke hao sen ying li ping gu ji shu de wei guan wu li ji li ,jian li le wei guan ci chou dong tai hang wei he hong guan ci te xing can shu zhi jian de guan ji 。dui cai liao wei guan ci chou dong tai hang wei ji te zheng de fen xi wei zai yi da xing fu yi she bei ji tie ci gou jian de guan jian bu wei ying li zhuang tai mo sun ping gu jian ce dian ding le li lun ji chu ,wei yan fa xin de ci chuan gan qi he ci mo sun ying li jian ce ji shu di gong le ji shu shou duan 。
论文参考文献
论文详细介绍
论文作者分别是来自电子科技大学的邱发生，发表于刊物电子科技大学2019-07-17论文，是一篇关于无损检测论文,应力表征论文,磁畴动态特性论文,巴克豪森论文,磁光成像论文,电子科技大学2019-07-17论文的文章。本文可供学术参考使用，各位学者可以免费参考阅读下载，文章观点不代表本站观点，资料来自电子科技大学2019-07-17论文网站，若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权，请联系我们删除。
标签：无损检测论文; 应力表征论文; 磁畴动态特性论文; 巴克豪森论文; 磁光成像论文; 电子科技大学2019-07-17论文;