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铁磁试件静载拉伸时应力磁化的反转效应

李一 , 任尚坤

钢铁研究学报

以20钢含V型缺陷平板试样为研究对象,通过试验方法和ANSYS仿真方法对试样在拉伸载荷下的应力分布进行反复加载卸载分析,测量了试样表面规定路径的切向和法向的漏磁场分布;分析了V型缺陷对磁记忆信号的影响以及固定位置的磁场值随应力的变化关系;最后将试验结果与模拟结果进行对比,发现试验结果与模拟结果具有很好的一致性.在应力小于50 MPa时磁场值随应力的增加而减小,在应力大于50 MPa时磁场值随应力的增加而增加.变化关系表现出了明显的应力磁化反转现象,磁化反转位置在50 MPa(约是最大应力的30%).

关键词: 静拉伸 , 磁记忆检测 , 力磁效应 , 磁化反转

含小孔铁磁平板单向拉伸的漏磁场和应力分布

任尚坤 , 杨雅玲 , 任吉林 , 宋凯

钢铁研究学报

研究了含小孔铁磁平板单向拉伸时应力集中状况与漏磁场分布的关系.测量了在不同拉应力作用条件下漏磁场分布的规律.对漏磁场的分布关系、漏磁场坐标变化率的分布规律,与理论上应力、应力坐标变化率的分布关系进行了比较和分析,发现存在很有应用价值和理论价值的内在规律,可为铁磁试件应力集中程度的磁性栽方法检测提供借鉴作用.

关键词: 无损检测 , 应力磁效应 , 应力集中

含小孔铁磁平板单向拉伸的漏磁场和应力分布

任尚坤 , 杨雅玲 , 任吉林 , 宋凯

钢铁研究学报

研究了含小孔铁磁平板单向拉伸时应力集中状况与漏磁场分布的关系。测量了在不同拉应力作用条件下漏磁场分布的规律。对漏磁场的分布关系、漏磁场坐标变化率的分布规律,与理论上应力、应力坐标变化率的分布关系进行了比较和分析,发现存在很有应用价值和理论价值的内在规律,可为铁磁试件应力集中程度的磁性方法检测提供借鉴作用。

关键词: 无损检测;应力磁效应;应力集中

铁磁试件应力磁化过程中的磁化反转效应

任尚坤

钢铁研究学报

应力磁效应检测技术是一种新颖的、方便的、具有极大应用潜能和广阔应用前景的无损检测方法—金属磁记忆检测方法。然而,很少有人进行如何定量测量与评价的研究。铁磁试件应力磁化过程中的磁化反转现象对金属磁记忆定量检测评价至关重要。本文在反复加载-卸载条件下,测量了35号冷轧钢试件在不同的最大拉应力作用下试件表面某确定点漏磁场随拉应力的对应关系。测定了30CrMnSiNi2A钢中心小孔平板试样在不同应力作用下表面漏磁场的分布特征。建立和分析了两种应力磁效应的数学模型,即是应力磁化反转效应的应力等效磁场模型和应力磁化反转效应的磁导率模型。理论模型都能很好地反映应力磁化耦合的反转现象,和试验数据基本相一致。理论模型的建立进一步证明了金属磁记忆定量检测的可能性,并为其进一步的深入研究奠定了基础。

关键词: 金属磁记忆检测;无损检测;力-磁效应;磁机械效应;NDT

NiMnSb半金属材料的制备、磁性和电输运特性

任尚坤 , 姬广斌 , 黄嵩岭 , 张凤鸣 , 都有为

功能材料

报道了NiMnSb半金属材料的一种简单方便的制备方法.分析了烧结温度对材料结构特征的影响.结果表明600~800℃的温度烧结4h为较佳的烧结条件.通过研究发现,在300K以下温度区域的磁性行为和Heisenberg铁磁体局域电子模型的经典自旋波理论的预言相符合,遵循温度的T3/2变化规律;在高场磁化过程中,磁硬度系数和磁各向异性随温度的变化反映出材料的内应力和各向异性随温度的变化规律;电阻率随温度的变化关系满足温度的T1.35规律.

关键词: 半金属 , 磁化强度 , 铁磁性 , NiMnSb , 自旋电子学

溶胶凝胶模板法制备钴铁氧体纳米线、纳米管

姬广斌 , 任尚坤 , 唐少龙 , 徐宝龙 , 顾本喜 , 都有为

功能材料

利用溶胶凝胶模板方法,通过控制不同的退火工艺成功制备出平均直径约40 nm的CoFe2O4纳米线和纳米管,振动样品磁强计(VSM)测试结果表明样品的矫顽力随退火速度的增加而降低.

关键词: AAO模板 , 溶胶凝胶 , CoFe2O4 , 纳米线 , 纳米管

35冷轧钢在应力作用下的磁学特征

任尚坤 , 任吉林 , 宋凯 , 杨雅玲

机械工程材料 doi:10.3969/j.issn.1000-3738.2008.03.005

测量了35冷轧钢经不同的拉应力作用后,在40 kA·m-1外磁场作用下,端点表面剩余磁感应强度和矫顽力随拉应力的变化关系.结果表明:当外作用拉应力小于材料的屈服强度时,不同拉应力产生的残余应力对端点表面剩余磁感应强度和矫顽力的影响很小;当拉应力接近屈服强度或大于屈服强度时,端点表面剩余磁感应强度和矫顽力将急剧增加发生跃变.可以利用端点表面剩余磁感应强度和矫顽力在屈服点附近发生突变的性质对材料的受力状态和疲劳损伤状况进行探测,能够对负载是否已超出材料屈服强度进行有效判断.

关键词: 无损检测 , 应力集中 , 磁学特征 , 铁磁试样

40Cr钢应力磁化过程中的磁化反转特征

段振霞 , 任尚坤 , 习小文 , 袁丽华

钢铁研究学报 doi:10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20150193

金属磁记忆检测技术是一种可早期检测铁磁构件应力集中程度的新方法,但进一步定量评价和广泛应用的瓶颈问题是复杂的应力磁化反转特征.对40Cr钢圆棒试件在不同最大拉力下进行反复加载-卸载拉伸试验,测定试件表面某确定点处漏磁场与拉应力的关系.试验结果表明,当试件处于弹性变形阶段时,漏磁场强度与拉应力的变化规律为线性关系;当试件受力超过屈服强度时,漏磁场强度与拉应力的变化规律变为折线,表现为先减小后增大再减小的应力磁化反转现象.随着最大拉力的增大,应力磁化反转极值点位置向较高拉应力方向移动,漏磁场强度最大变化量△Bmax也逐渐增大.

关键词: 无损检测 , 电磁检测 , 磁记忆检测 , 拉应力 , 应力磁化反转

不同材料在不同应力状态下的磁记忆信号特征

赵珍燕 , 任尚坤 , 杨梅芳 , 段振霞

钢铁研究学报 doi:10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20160197

磁记忆是力磁效应的一种表现,目前关于力磁效应的基本规律及机理研究还没有统一的定论。为了进一步对磁记忆效应的机理及不同材料不同应力状态下磁记忆信号特征进行试验性的研究,对不同铁磁材料(Q235,20号钢,45号钢)圆棒试件进行静载拉伸试验,分别测量某固定点处在线加载和在线卸载2种不同应力状态下的磁记忆信号。试验结果表明:3种不同材料在线加载时磁记忆信号各表现出了不同的力磁效应;在线卸载时测得的磁记忆信号更能有利地分析构件的应力阶段;弹性阶段时磁荷梯度GF 变化幅度不大,接近屈服阶段时,磁荷梯度变化幅度变大,可以利用磁荷梯度对低碳钢材料应力定量评价。试验结果为磁记忆效应机理研究提供了一定的依据,也为金属磁记忆检测的定量检测提供了潜在可能性。

关键词: 铁磁材料 , 无损检测 , 应力状态 , 磁记忆 , 力磁效应

铁磁试件应力磁化过程中的磁化反转效应

任尚坤 , 周莉 , 付任珍

钢铁研究学报

在反复加载一卸载条件下,测量了35号冷轧钢试件在不同的最大拉应力作用下试件表面某确定点漏磁场随拉应力的对应关系,并进行了讨论和分析.建立了两种应力磁效应的数学模型,即应力磁化反转效应的应力等效磁场模型和应力磁化反转效应的磁导率模型.理论模型都能很好地反映应力磁化耦合的反转现象,和试验数据基本一致.理论模型的建立进一步证明了金属磁记忆定量检测的可能性.

关键词: 金属磁记忆检测 , 无损检测 , 力-磁效应

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