铁磁性材料疲劳损伤磁声发射表征方法

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作者 张红亮 焦敬品 +3 位作者 唐亚军 李光海 何存富 吴斌 《北京工业大学学报》 北大核心 2025年第10期1146-1152,共7页

针对铁磁性关键构件服役过程中疲劳损伤检测问题,利用磁声发射对45号钢试件的疲劳损伤进行了检测。从磁声发射信号的时域波形、频谱和磁声滞回曲线中提取多种典型特征参数,并分析了常规特征参数和等效磁滞特征参数与疲劳损伤的关系。结... 针对铁磁性关键构件服役过程中疲劳损伤检测问题,利用磁声发射对45号钢试件的疲劳损伤进行了检测。从磁声发射信号的时域波形、频谱和磁声滞回曲线中提取多种典型特征参数,并分析了常规特征参数和等效磁滞特征参数与疲劳损伤的关系。结果表明,提取出的4种典型特征参数随试件疲劳周期的变化呈现不同的规律性,4种特征参数对不同疲劳程度的表征能力和敏感范围有较大的差异。随疲劳周期的增加,半周期能量和等效剩余磁通密度呈先增加后减小规律,半周期能量对试件早期疲劳状态变化更敏感,等效剩余磁通密度对疲劳阶段后期状态变化更敏感;等效矫顽力和重心频率随疲劳周期增加均呈现近似单调变化规律,适合用于试件疲劳过程的表征。重心频率对试件早期疲劳状态变化更敏感,等效矫顽力随疲劳周期数增加单调变化规律性更强。研究工作为铁磁性材料疲劳加载过程的状态监测和定量表征提供了可行思路。 展开更多

关键词 铁磁性材料 磁声发射 疲劳损伤 磁声滞回曲线 等效磁滞特征参数 无损检测与评价

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基于多尺度散布熵的磁声发射信号特征识别方法 被引量：3

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作者 李梦俊 沈功田 +1 位作者 沈永娜 王强 《机电工程》 北大核心 2024年第1期158-165,共8页

在工程中对设备进行应力检测和微损伤检测时,采集磁声发射信号易受噪声干扰,同时其特征的提取也存在困难,为此,将变分模态分解与散布熵相结合,提出了一种基于自适应多尺度散布熵的磁声发射(MAE)信号特征识别方法。首先,设计搭建了检测... 在工程中对设备进行应力检测和微损伤检测时,采集磁声发射信号易受噪声干扰,同时其特征的提取也存在困难,为此,将变分模态分解与散布熵相结合,提出了一种基于自适应多尺度散布熵的磁声发射(MAE)信号特征识别方法。首先,设计搭建了检测实验平台,采集了Q345钢静载拉伸实验中0 MPa~400 MPa应力状态下的MAE信号;然后,采用变分模态分解方法,对磁声发射信号进行了自适应分解,生成了一系列从低频到高频分布的本征模态函数(IMF)分量;其次,计算了每个本征模态函数分量的散布熵值,构建了MAE信号的特征向量矩阵;最后,将特征向量矩阵输入到基于支持向量机建立的识别分类模型中,进行了信号的训练和识别。研究结果表明:使用基于自适应多尺度散布熵的磁声发射(MAE)信号特征识别方法,能够自适应地实现MAE信号的多尺度化目的,并且准确地识别出不同应力状态下的信号特征,分类识别准确率高达95.3704%,验证了该方法的有效性;说明基于自适应多尺度散布熵和多分类支持向量机的信号特征识别方法能够快速且有效地识别不同应力状态,在信号特征识别方面具有较好的应用潜力。 展开更多

关键词 磁声发射 变分模态分解 散布熵 Q345钢 信号特征识别 本征模态函数

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一种考虑微观结构的磁声发射理论模型

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作者 张红亮 焦敬品 +2 位作者 李光海 何存富 吴斌 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期300-310,共11页

磁声发射是评价铁磁性材料力学性能的一种重要无损检测方法,然而鲜见磁声发射理论/数值模型的报道。本文提出了一种考虑微观结构(位错密度、晶粒尺寸)的磁声发射理论模型。通过数值计算,研究了磁化结构参数和微观结构参数对磁声发射信... 磁声发射是评价铁磁性材料力学性能的一种重要无损检测方法,然而鲜见磁声发射理论/数值模型的报道。本文提出了一种考虑微观结构(位错密度、晶粒尺寸)的磁声发射理论模型。通过数值计算,研究了磁化结构参数和微观结构参数对磁声发射信号包络的影响。之后,重点对磁声发射理论模型的合理性进行了验证。基于不同硬度试件上测得的磁声发射信号,利用遗传算法对理论模型中的动态磁滞参数和磁化结构参数进行了反演。结果发现,在反演参数下理论模型计算得到的磁声发射信号与实验信号吻合较好,且关键磁滞参数的反演值与理论值最大误差小于15%。因此,提出的理论模型可用于磁声发射信号的预测。 展开更多

关键词 磁声发射 微观结构 理论模型 铁磁性材料 硬度

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磁声发射信号样本熵特征量的应力检测方法研究

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作者 陈炫宇 龙盛蓉 +2 位作者 韩壮禄 陈学宽 李志农 《中国测试》 CAS 北大核心 2024年第2期7-13,共7页

为解决在应力检测中传统磁声发射(magnetic acoustic emission,MAE)特征量易受噪声干扰的问题,提出基于磁声发射信号样本熵特征量的应力检测方法。在研究Q235钢试样在0~400 MPa拉伸应力状态下磁声发射信号中样本熵变化规律的基础上,分... 为解决在应力检测中传统磁声发射(magnetic acoustic emission,MAE)特征量易受噪声干扰的问题,提出基于磁声发射信号样本熵特征量的应力检测方法。在研究Q235钢试样在0~400 MPa拉伸应力状态下磁声发射信号中样本熵变化规律的基础上,分析励磁强度、嵌入维数、容限系数对磁声发射信号样本熵特征量的影响规律。结果表明磁声发射信号样本熵特征量与应力具有良好的对应关系,并且相较于传统时域特征量(峰峰值和均方根值),样本熵值的波动性指标分别下降89%和33%,在所选励磁条件下由样本熵值计算得到的应力值和实际应力值平均误差仅为8.5%,其受噪声干扰较小且一致性更好,更适合应用于铁磁性材料的应力检测。 展开更多

关键词 样本熵 应力特征 铁磁性材料 磁声发射

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钻杆残余应力的磁声发射检测方法研究 被引量：7

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作者 王金凤 樊建春 +3 位作者 祖强 李晓明 黄凤珍 邵劲松 《石油机械》 北大核心 2008年第4期51-54,共4页

阐述了MAE法应力检测机理及MAE检测系统的组成,并通过对磁声发射检测系统中磁化器磁化能力和磁化深度的试验,验证了采用50Hz交流调压器对钻杆进行磁化的可行性;详细分析了拉应力状态下钻杆材料的磁声发射信号特征,提出了采用信号强度相... 阐述了MAE法应力检测机理及MAE检测系统的组成,并通过对磁声发射检测系统中磁化器磁化能力和磁化深度的试验,验证了采用50Hz交流调压器对钻杆进行磁化的可行性;详细分析了拉应力状态下钻杆材料的磁声发射信号特征,提出了采用信号强度相对变化幅度来反映应力改变情况,即通过试验拟合方程来评定应力水平的方法。 展开更多

关键词 钻杆 残余应力 磁声发射 应力 信号强度 检测方法

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静载拉伸和低周疲劳下Q235钢磁声发射特性 被引量：4

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作者 李志农 曾文钧 +2 位作者 闻庆松 沈功田 沈永娜 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第1期185-191,共7页

为揭示应力与磁声发射的关系以及明确磁声发射与铁磁性金属材料疲劳状态的关系,建立Q235钢静载拉伸的力-磁耦合模型和低周疲劳寿命模型,开展磁声发射的应用与理论研究。从有限元仿真的角度分析静载拉伸下磁声发射信号产生机理,根据低周... 为揭示应力与磁声发射的关系以及明确磁声发射与铁磁性金属材料疲劳状态的关系,建立Q235钢静载拉伸的力-磁耦合模型和低周疲劳寿命模型,开展磁声发射的应用与理论研究。从有限元仿真的角度分析静载拉伸下磁声发射信号产生机理,根据低周疲劳仿真结果设计磁声发射低周疲劳试验。通过自行搭建的试验平台,验证建立的静载拉伸模型和低周疲劳模型,研究静态拉伸和低周疲劳两种状态下的磁声发射信号规律。结果表明:在静载拉伸下,在弹性范围内磁导率随着拉应力的增大呈现出线性增大的趋势,导致试件上的损耗增大,同时磁声发射信号变弱,磁声发射信号的均方根电压和包络面积呈下降趋势;在低周疲劳下,Q235钢低周疲劳寿命可以通过Smith-Watson-Topper模型进行预测,且Q235钢磁声发射信号的振幅、脉冲计数特征参数随着循环周次的增大也呈现出下降的趋势;研究成果明确了应力对磁声发射的影响以及疲劳状态对磁声发射的影响,为磁声发射的特征提取与模式识别提供了理论参考依据。 展开更多

关键词 Q235钢 磁声发射 铁磁性金属材料 静载拉伸 低周疲劳 有限元分析

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平面应力状态的磁声发射效应与强度分布 被引量：3

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作者 马咸尧 孙大千 袁新华 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 1994年第2期30-32,共3页

本文研究了宽板试样拉伸时磁化场方向对磁声发射强度的影响，不同方向接收磁声发射强度值的变化，由此提出了确定平面应力的主应力方向的方法，找出了磁声发射信号在平面应力场中以磁化区为中心沿角分布的规律。此外，还测量了应力对磁... 本文研究了宽板试样拉伸时磁化场方向对磁声发射强度的影响，不同方向接收磁声发射强度值的变化，由此提出了确定平面应力的主应力方向的方法，找出了磁声发射信号在平面应力场中以磁化区为中心沿角分布的规律。此外，还测量了应力对磁声发射强度的影响。 展开更多

关键词 平面应力 磁化方向 磁声发射强度

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用磁声发射原理测量钢轨残余应力 被引量：5

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作者 侯炳麟 周建平 程育仁 《北方交通大学学报》 CSCD 北大核心 1996年第5期591-595,共5页

根据磁声发射（ＭＡＥ）原理并利用自制的磁化器对退火钢轨进行了室内应力标定，得到用面积法处理的应力与ＭＡＥ强度标定曲线，又据此测量了Ｕ７４６０ｋｇ／ｍ新轨的残余应力。

关键词 磁声发射 面积法 残余应力 测量 钢轨

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65Mn钢磁声发射的成分、组织效应的实验研究

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作者 钱桦 王钧玺 叶凡 《北京林业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 1995年第S2期115-120,共6页

该文研究了普通木工圆锯片用材65Mn钢及普通碳钢的含碳量和热处理制度对磁声发射的影响.结果表明:含碳量对钢的磁声发射有显著的影响.含碳量越高钢的磁声发射越弱.65Mn钢退火态有较强的磁声发射信号.随回火温度的升高,65Mn钢的磁声发射... 该文研究了普通木工圆锯片用材65Mn钢及普通碳钢的含碳量和热处理制度对磁声发射的影响.结果表明:含碳量对钢的磁声发射有显著的影响.含碳量越高钢的磁声发射越弱.65Mn钢退火态有较强的磁声发射信号.随回火温度的升高,65Mn钢的磁声发射信号将显著回升并趋近于退火态. 展开更多

关键词 磁声发射 磁畴 圆锯片

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静载拉伸过程的磁声发射特性仿真与实验研究 被引量：3

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作者 曾文钧 李志农 +2 位作者 沈功田 闻庆松 沈永娜 《兵器装备工程学报》 CAS 北大核心 2020年第9期204-209,226,共7页

建立了磁声发射的力磁耦合模型,用有限元方法求解Q235钢在不同的静载拉伸力作用下的应力分布,循环求解不同应力状态下对应的磁导率,分析不同拉伸应力在不同磁导率下对表面空间磁信号的影响和能量损耗。结果表明:在弹性范围内,随着拉应... 建立了磁声发射的力磁耦合模型,用有限元方法求解Q235钢在不同的静载拉伸力作用下的应力分布,循环求解不同应力状态下对应的磁导率,分析不同拉伸应力在不同磁导率下对表面空间磁信号的影响和能量损耗。结果表明:在弹性范围内,随着拉应力增大,磁导率线性增大,试件上的能量损耗增大,MAE信号变弱。正弦波励磁得到的MAE信号的均方根电压、包络面积、脉冲计数值之和都呈下降的趋势。当励磁电压大于1V时,随着励磁电压的增大,MAE包络的对称性增加,双峰特性逐渐明显。 展开更多

关键词 Q235 磁声发射 力磁耦合 有限元

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圆锯片适张应力的磁声发射检测 被引量：2

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作者 王钧玺 黄明发 《北京林业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 1995年第S2期66-73,共8页

铁磁性材料的磁声发射强度与材料的应力有关.根据这一原理,笔者对一组适张程度不同的65Mn圆锯片进行了磁场发射特性的实验研究,得出了适张应力沿锯片径向分布的磁声发射曲线.根据这一曲线所计算出的应力值与有关资料中的数值相近.文章... 铁磁性材料的磁声发射强度与材料的应力有关.根据这一原理,笔者对一组适张程度不同的65Mn圆锯片进行了磁场发射特性的实验研究,得出了适张应力沿锯片径向分布的磁声发射曲线.根据这一曲线所计算出的应力值与有关资料中的数值相近.文章还介绍了实验仪器和检测方法、磁化器的结构、激磁电压的确定等. 展开更多

关键词 圆锯片 适张度 磁声发射 磁化器

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磁声发射检测仪设计 被引量：1

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作者 王丽萍 祁欣 陈娟 《电测与仪表》 北大核心 1997年第5期3-5,共3页

磁声发射是铁磁材料在交变磁场作用下发出的弹性波。

关键词 磁声发射 铁磁材料 检测仪 无损检测 交变磁场

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基于改进SOA-VMD的磁声发射信号去噪算法 被引量：5

13

作者 傅伟成 吴伟 +1 位作者 邱发生 李喆 《数据采集与处理》 CSCD 北大核心 2022年第2期359-370,共12页

磁声发射(MAE)是铁磁性材料磁化过程中产生的声发射信号,在构件应力检测和微观损伤检测中有着广泛的应用。针对MAE信号非稳态、复杂性、衰减性等特点,提出海鸥算法结合变分模态分解(SOA-VMD)的去噪方法,为克服海鸥算法求解过程中易陷入... 磁声发射(MAE)是铁磁性材料磁化过程中产生的声发射信号,在构件应力检测和微观损伤检测中有着广泛的应用。针对MAE信号非稳态、复杂性、衰减性等特点,提出海鸥算法结合变分模态分解(SOA-VMD)的去噪方法,为克服海鸥算法求解过程中易陷入局部最优解问题,利用柯西变异算子产生随机迭代过程,使改进算法即柯西变异海欧算法(CVSOA)跳出早熟收敛。采用以幅值谱熵为适应度函数,优化VMD算法中分解模态个数K和二次惩戒因子α两个参数,将含噪声的MAE信号进行VMD分解重构。经仿真信号和实际检测信号分析表明,改进后的CVSOA-VMD算法全局寻优能力和去噪性能优于传统的SOA-VMD算法,降噪后的MAE信号特征值对于不同应力下均方根、偏斜度特征值的重复性更好,可靠性更高。 展开更多

关键词 磁声发射 海鸥算法 柯西变异 变分模态分解

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磁声发射传感器的研制 被引量：1

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作者 祁欣 陈娟 《传感器技术》 CSCD 1993年第6期13-15,共3页

磁声发射是铁磁材料在交变磁场作用下产生的应力应变波(弹性波),可做为无损检测内应力的一种新方法。介绍了已研制的磁声发射应力传感器的工作原理、结构及实验结果。

关键词 磁声发射 内应力 传感器 无损检验

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铁磁材料残余应力对磁声发射行为的影响

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作者 马咸尧 朱孝谦 +2 位作者 孙大千 肖建中 何志刚 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 1991年第5期36-39,共4页

本文研究了碳钢中不同状态下应力对磁声发射(MAE)行为的影响,材料在加载和卸载过程中的MAE特征,以及不同应力状态对频谱的影响,最后测试了45~＃钢梯形宽板试样的应力分布。

关键词 铁磁材料 残余应力 磁声发射

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用磁声法MAE检测钢结构构件应力的机理和应用 被引量：13

16

作者 王威 苏三庆 王社良 《西安建筑科技大学学报（自然科学版）》 CSCD 北大核心 2005年第3期322-325,共4页

分析了磁声发射的产生与接收、磁声发射与磁致伸缩、磁声发射的应力检测机理,应力对磁声发射的影响,磁声发射的检测系统等几个方面.从这些方面说明了用磁声发射来实施应力检测是可行的.证明磁声发射的强度既受外磁场变化影响,又受应力... 分析了磁声发射的产生与接收、磁声发射与磁致伸缩、磁声发射的应力检测机理,应力对磁声发射的影响,磁声发射的检测系统等几个方面.从这些方面说明了用磁声发射来实施应力检测是可行的.证明磁声发射的强度既受外磁场变化影响,又受应力变化影响,并且磁声发射的变化幅度与所受应力大小有一定的关系,据此可为磁声发射检测铁磁材料的应力状态提供依据.但由于磁声发射的强度和施加于构件上应力状态的关系比较复杂,所以结合磁声发射和巴克豪森BN两种方法各自优点的应力检测更比看好. 展开更多

关键词 磁声发射 钢结构构件 应力检测

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疲劳损伤磁性无损评估技术研究现状及发展前景 被引量：16

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作者 李冲冲 董丽虹 +2 位作者 王海斗 徐滨士 李国禄 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第11期107-113,共7页

磁性无损检测技术是评估铁磁材料疲劳损伤以及重要结构件可靠性的重要检测手段。针对铁磁材料的疲劳损伤,介绍了几种典型的磁性无损检测技术,如磁巴克豪森噪声(MBN)、磁声发射(MAE)、漏磁(MFL)和金属磁记忆(MMM)等,对其产生机理及应用... 磁性无损检测技术是评估铁磁材料疲劳损伤以及重要结构件可靠性的重要检测手段。针对铁磁材料的疲劳损伤,介绍了几种典型的磁性无损检测技术,如磁巴克豪森噪声(MBN)、磁声发射(MAE)、漏磁(MFL)和金属磁记忆(MMM)等,对其产生机理及应用特点进行了概述;对几种磁性检测技术在疲劳损伤评估领域的研究现状以及取得的主要研究成果进行了综述;最后指出几种技术尚存的问题和进一步的研究方向,并对其发展前景进行预测。 展开更多

关键词 疲劳损伤评估 磁巴克豪森噪声 磁声发射 漏磁检测 金属磁记忆

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