[發(fā)明專利]一種快速檢測應(yīng)力集中線的裝置和方法

有效

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• 申請日: 2016-01-25
• 公開（公告）號: CN105699482B
• 公開（公告）日: 2018-12-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 盧永雄;吳路明;阮鷗
• 申請（專利權(quán)）人: 西紅柿科技（武漢）有限公司
• 主分類號: G01N27/85
• 分類號: G01N27/85
• 代理公司: 北京匯澤知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11228
• 代理人: 張瑾;程殿軍

本發(fā)明適用于無損檢測領(lǐng)域，提供了一種快速檢測應(yīng)力集中線的裝置和方法，裝置包括由軟磁材料制成的軟磁材料體；所述軟磁材料體為對稱結(jié)構(gòu)，最下端為與待測材料平行的兩個長方體形面，所述兩個長方體形面向上延伸并連接形成具有開口且開口方向向下的結(jié)構(gòu)，所述軟磁材料體的上端的中間設(shè)有開孔；所述開孔中設(shè)置有讀取所述軟磁材料體中的磁通信號的磁敏傳感器。軟磁材料體最下端與待測材料靠近的兩個面，在應(yīng)力集中線的兩側(cè)，構(gòu)成一個磁路，導通應(yīng)力集中線兩側(cè)的磁力線，同時起到集中磁力線的作用，在軟磁材料體的頂端設(shè)置磁敏傳感器檢測經(jīng)過軟磁材料體中的磁通，通過判斷檢測位置的分量是不是達到極值，從而確定檢測位置是否為應(yīng)力集中線。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于無損檢測領(lǐng)域，尤其涉及一種快速檢測應(yīng)力集中線的裝置和方法。

背景技術(shù)

現(xiàn)有的應(yīng)力無損檢測方法種類比較多，但都比較間接。例如有利用材料晶格常數(shù)因應(yīng)力的變化來檢測應(yīng)力的X射線衍射法(XRD),也有利用材料聲速和頻譜隨應(yīng)力而變化的效應(yīng)的超聲測速法。對于光澤的表面，還可以利用激光干涉，來測量彎曲晶片的干涉條紋，從而知道材料的應(yīng)變以及應(yīng)力。此外紅外熱圖法也可作為一種方法，其原理是利用材料的循環(huán)加載后的熱輻射，來得到其溫度分布，從而推知其應(yīng)力分布。還有一種應(yīng)用的比較多的方法：應(yīng)變片法，就是利用貼在材料上的電阻片的因應(yīng)力而變形導致的電阻變化來間接計算其應(yīng)力的變化。

類似上面的聲學檢測方法，也可以利用鐵磁材料在應(yīng)力下的磁性變化，來測量鐵磁材料的應(yīng)力。比較普遍是巴克豪森噪聲法(Barkhausen Noise)、磁力聲發(fā)射法、磁各向異性法以及磁場旋轉(zhuǎn)法。這些方法的一個共同的特點是利用外磁場來檢測鐵磁物質(zhì)在應(yīng)力作用下的磁學性能變化，反過來計算其應(yīng)力。這些方法和前述的方法一樣，間接且操作復雜，局限性大，更適用于實驗室。

另一方面，應(yīng)力集中區(qū)(Stress Concentration Zone，SCZ)，以及其邊界應(yīng)力集中線(Stress Concentration Line，SCL)的檢測特別重要。應(yīng)力集中區(qū)是材料或者工件在應(yīng)力的作用下，形成的特定區(qū)域。一般而言，材料或者工件的失效模式(failure mode)，包括腐蝕、斷裂等模式，是從應(yīng)力集中線開始的。所以，應(yīng)力集中線的檢測，對于工件的安全評估，以及生產(chǎn)事故的預防非常重要。但是如上述，首先在使用現(xiàn)場，特別是對于在役的器件，應(yīng)力檢測本身就是個有難度的工作，而對于進一步的應(yīng)力集中線，更是具有挑戰(zhàn)性。

1994年，俄羅斯科學家杜波夫(Dubov)提出，利用鐵磁材料的金屬磁記憶(MetalMagnetic Memory)效應(yīng)，來檢測材料的應(yīng)力。俄羅斯動力診斷公司也成功的開發(fā)出了磁記憶檢測儀器，應(yīng)用在各行各業(yè)中。

利用磁記憶效應(yīng)，可以檢測應(yīng)力集中區(qū)和應(yīng)力集中線。但是其基本的操作方式是，對材料或者工件進行全面的掃描，得出材料的表面磁場分布圖，然后利用“過零判據(jù)”和“極大值判據(jù)”，來判斷應(yīng)力集中區(qū)，以及其邊界應(yīng)力集中線。實際使用中證實，這種方法的原理有效，但是其缺點是測量間接、結(jié)果不明確、測量效率有待提高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實施例的目的在于提供一種快速檢測應(yīng)力集中線的裝置和方法，至少可克服現(xiàn)有技術(shù)的部分缺陷。

本發(fā)明實施例涉及的一種快速檢測應(yīng)力集中線的裝置，包括由軟磁材料制成的軟磁材料體；

所述軟磁材料體為對稱結(jié)構(gòu)，最下端為與待測材料平行的兩個長方體形面，所述兩個長方體形面向上延伸并連接形成具有開口且開口方向向下的結(jié)構(gòu)，所述軟磁材料體的上端的中間設(shè)有開孔；

所述開孔中設(shè)置有讀取所述軟磁材料體中的磁通信號的磁敏傳感器。

作為實施例一涉及的一種快速檢測應(yīng)力集中線的裝置，所述磁敏傳感器與外部的主機通信，將讀取到的軟磁材料體中的磁通信號傳輸給主機，主機根據(jù)實時接收的數(shù)值判斷當前位置是否為應(yīng)力集中線。

所述軟磁材料包括鐵鎳合金和工業(yè)純鐵。