基于壓磁效應(yīng)的應(yīng)力非接觸檢測(cè)及其試驗(yàn)研究.pdf

1、在一系列用于鐵磁性材料的應(yīng)力檢測(cè)方法中，磁測(cè)應(yīng)力技術(shù)可以彌補(bǔ)常規(guī)應(yīng)力檢測(cè)方法的不足，實(shí)現(xiàn)快速、高效、非接觸的應(yīng)力測(cè)量。本文以磁測(cè)應(yīng)力技術(shù)為中心，以壓磁效應(yīng)為基礎(chǔ)，對(duì)磁測(cè)應(yīng)力傳感器及其檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行了研究。
　　壓磁效應(yīng)是指鐵磁性材料在外部載荷作用下其內(nèi)部的磁特性如磁導(dǎo)率等會(huì)發(fā)生改變的現(xiàn)象。根據(jù)壓磁效應(yīng)及法拉第電磁感應(yīng)定律，當(dāng)被測(cè)材料受外力作用時(shí)，磁測(cè)應(yīng)力傳感器可以將被測(cè)材料內(nèi)部磁特性的變化轉(zhuǎn)換成傳感器檢測(cè)線圈上輸出電壓的變化，從而達(dá)

2、到應(yīng)力檢測(cè)的目的。本文主要從以下幾方面進(jìn)行相關(guān)研究:
　　首先，根據(jù)鐵磁學(xué)基本原理，從鐵磁性材料的磁致伸縮效應(yīng)及其逆效應(yīng)即壓磁效應(yīng)出發(fā)，論述了與磁測(cè)應(yīng)力相關(guān)的基礎(chǔ)理論。其中主要分析了鐵磁性材料磁疇結(jié)構(gòu)形成的微觀機(jī)理及外磁場(chǎng)作用下鐵磁性材料的磁化過(guò)程與磁化機(jī)制;研究了應(yīng)力對(duì)鐵磁性材料磁化的影響，為磁測(cè)應(yīng)力提供了理論依據(jù)。
　　其次，設(shè)計(jì)了基于磁測(cè)應(yīng)力傳感器的應(yīng)力檢測(cè)系統(tǒng)，并介紹了檢測(cè)系統(tǒng)中的各個(gè)部分。其中主要在理論上對(duì)不同探頭

3、結(jié)構(gòu)的磁測(cè)應(yīng)力傳感器的性能進(jìn)行了比較，最后選用了三磁極E形探頭的應(yīng)力傳感器作為研究對(duì)象;確定了探頭材料、幾何尺寸、勵(lì)磁線圈匝數(shù)及勵(lì)磁電流電流強(qiáng)度等參數(shù);通過(guò)對(duì)該傳感器的磁路分析，利用電磁學(xué)原理得出了被測(cè)材料在靜態(tài)應(yīng)力和動(dòng)態(tài)應(yīng)力作用下，傳感器感應(yīng)輸出電壓的基本方程式。
　　最后，設(shè)計(jì)了試驗(yàn)方案，對(duì)被測(cè)試件在拉伸和壓縮力情況下，針對(duì)傳感器的勵(lì)磁電流、頻率及氣隙等進(jìn)行了試驗(yàn)研究，得出了傳感器工作時(shí)適合的勵(lì)磁電流強(qiáng)度、頻率大小及非接觸檢測(cè)