穆瑞杰，谭继东，周进节，郑 阳，朱雨虹

(1.中北大学机械工程学院，山西 太原 030051; 2.中国特种设备检测研究院 国家市场监管总局无损检测与评价重点实验室，北京 100029)

0 引 言

铁磁性材料由于其良好的机械性能和较低的经济成本被广泛地应用于各行各业中，如压力容器、石油管道、游乐设施等。然而，结构部件在其服役期间常常承受交变应力的作用，当经历了数万个交变应力循环周期后，会由于疲劳损伤而突然发生结构断裂[1]。结构部件的疲劳失效往往会引发重大安全事故，并造成巨大经济损失。因此，对铁磁性材料进行疲劳评估具有十分重要的意义[2-3]。

由于铁磁性材料的磁化过程与其微观结构密切相关[4]，使得磁巴克豪森噪声（magnetic Barkhausen noise, MBN）检测法在铁磁性材料的疲劳损伤检测过程中具有巨大的应用潜力。然而，在疲劳检测过程中，MBN信号易受磁化场参数（如：磁化强度、励磁频率、励磁波形等）的影响而发生变化，使得检测结果的精度下降。其中，励磁频率作为MBN的激发源，对其进行优化设计具有十分重要的作用。

针对MBN励磁频率优化以及疲劳无损检测的问题，国内外学者的研究成果主要有Moorthy[5]在探究MBN剖面的影响因素时发现：优化励磁频率（一般小于2 Hz）可以有效扩大MBN剖面并且可以减小相移的影响。孙俊杰[6]等人对MBN励磁检测传感器进行了设计与仿真，得出随着励磁频率的增加及励磁电流的减小，试件磁感应强度大致呈现减小的趋势。Chávez-González[7]等人建立MBN仿真模型并探究了外加磁场频率对MBN信号的影响，通过比较实验与仿真的结果得出当励磁频率在0～40 Hz范围内变化时，试件的MBN信号幅值随着励磁频率的增加而增加。……