杨　波

（1.太原理工大学矿业工程学院，太原 030024；2.阳泉煤业（集团）有限责任公司机电设备管理中心，山西 阳泉 045008）

基于磁偶极子的矿用钢丝绳疲劳定量分析

杨波1，2

（1.太原理工大学矿业工程学院，太原 030024；2.阳泉煤业（集团）有限责任公司机电设备管理中心，山西 阳泉 045008）

摘要：矿用钢丝绳的疲劳损伤主要是断丝，为了能够定量判断矿用钢丝绳的损伤强度，运用电流环磁偶极子作为理论模型，根据磁记忆检测理论推导出了钢丝绳损伤区域磁场分布，得出了矿用钢丝绳疲劳裂纹各个参数对金属磁记忆信号的影响。

关键词：金属磁记忆；磁场分布；磁偶极子；疲劳裂纹

磁偶极子对金属磁记忆信号的磁场分布的研究主要是为了定量分析其变化特征。磁记忆检测技术，代表由应力集中所描述的损伤区域，其检测结果是随机的，因此需要无损检测技术，提高其准确性，因此其定量评估需要详细的研究。作为一种导磁性能好的材料，文章根据磁记忆检测理论，利用电流环定量分析检测钢丝绳疲劳裂纹的新方法。

1　建立模型

将钢丝绳疲劳裂纹区两表面作为两平面，其磁场由平面两边缘的电流环产生，裂纹特征随着应力而变化，磁记忆信号随着应力的改变而改变。疲劳裂纹区，磁记忆信号磁场分布，见图1。

为了便于研究，裂纹近似为两个平行平面圆且两电流环与平面圆的边缘重合，磁记忆信号由两个相同的电流环引起，根据位错理论，位错在塑性区内呈反塞积分布，将裂纹处看做为平面，则可将环电流设为定值I，半径为R，两电流环间距离为2b，坐标系原点在疲劳裂纹的中心，电流环平行xOy平面，建立三维直角坐标系，见图2。……