时朋朋

(西安建筑科技大学土木工程学院力学技术研究院,西安 710055)

引言

钢铁材料因其具有良好的力学以及机械性能,被广泛应用于重大机械、土木交通工程、管道输运等领域.长期服役中钢铁类构件或结构的突发破坏导致恶性工程事故频发,探索针对钢铁材料应力状态和塑性变形的无损检测方法,有望通过结构局部危险点的及时发现来有效预防结构整体垮塌事故,具有重大的研究价值和现实意义.常规无损检测方法有超声检测、磁粉检测、涡流检测、渗透检测以及射线检测等,这些检测方法多被应用于已成形宏观裂纹的检测.微磁检测方法,如磁记忆检测方法,被认为可以实现材料应力集中或塑性变形等早期损伤的无损检测[1-6].微磁检测方法通过测量材料表面的非线性磁场分布,确定材料的早期损伤或者缺陷的位置和尺寸.微磁检测信号主要源于材料内部各位置处磁特性的改变,进而在宏观损伤、局部外形轮廓等几何形貌等的漏磁效应下在材料表面形成具有非线性分布的磁场信号[3].材料各位置处的磁特性表现为该位置处磁场和磁化之间的非线性且存在磁滞效应的映射关系,又称材料的磁学本构.内部位错等微缺陷、局部微观组织等材料构成的空间差异或变化都会影响内部各位置处磁特性的变化[7-8];材料内部各位置处温度、应力、塑性变形等物理场的空间分布性差异也会使得材料在各位置处……