无磁空间下非铁磁性材料力磁行为的试验研究

摘要

大型非铁磁构件在长期运行过程中,由于受到静载荷或循环载荷作用造成的断裂案例屡见不鲜，因此，对非铁磁性材料的损伤监测研究便显得尤为重要，对此，本文提出了一种非铁磁材料的损伤监测技术。
　　本文首先阐述了应力作用下材料的力学行为以及材料内部的微观变化，并结合弱磁监测原理论证了弱磁监测技术对非铁磁材料断裂监测的可行性。根据地磁场下应力作用将导致非铁磁材料表面磁感应强度的变化，首次提出非铁磁材料力致磁现象的假设，并以7075铝合金及H62黄铜合金为试验材料，搭建力磁监测系统，在无磁空间下进行力磁试验，通过监测试验过程中应力、应变以及试样表面磁场强度信号的变化，验证了力致磁现象。此外，测定分析了试验前后材料微观结构变化以及磁性能的变化，微观结构测试结果表明，试验过程中试样晶格常数发生变化；磁性能测试结果表明，应力作用使得试样的磁化率也发生变化。最后，根据所测定的性能参数对磁场强度的变化进行分析，探索了力学性能变化与磁学性能变化之间的关系。其中，在应力、应变及磁场强度之间的变化关系中，发现表面磁场强度的变化规律与应力的变化规律一致，且磁场强度变化量与dσ/dε之间呈正相关关系，并提出了两者之间的初步模型，为弱磁监测技术在非铁磁材料断裂监测中的应用奠定了试验基础。

目录

第1章 绪论

1.1 课题研究背景及意义

1.2 国内外研究现状及存在问题

1.3 课题主要研究内容

第2章 金属材料力磁性能分析

2.1 金属材料的力学特征

2.2 材料的磁性

2.3 弱磁监测技术原理

2.4 本章小结

第3章 非铁磁性材料的力磁关系试验

3.1 力致磁现象

3.2 试验材料及设备

3.3 试验方案

3.4 力磁监测试验结果

3.5 本章小结

第4章 力磁效应下试件的微观结构变化

4.1 测试样品制备

4.2晶格常数的测定及分析

4.3 磁化率的测定及分析

4.4 本章小结

第5章 力磁关系的研究

5.1 应力、应变与磁场之间的关系

5.2 晶格常数与磁信号的关系

5.3 晶格常数与磁化率的关系

5.4 磁化率与磁信号的关系

5.5 本章小结

第6章 总结与展望

参考文献

攻读硕士期间发表的论文

致谢

声明