[發(fā)明專利]基于改進(jìn)J-A模型的磁記憶信號(hào)檢測方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201810170260.1 | 申請日： | 2018-03-01 |
| 公開（公告）號(hào)： | CN108387636B | 公開（公告）日： | 2021-12-14 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 劉斌;何璐瑤;鄭思檬;張賀;任建 | 申請（專利權(quán)）人： | 沈陽工業(yè)大學(xué) |
| 主分類號(hào)： | G01N27/85 | 分類號(hào)： | G01N27/85 |
| 代理公司： | 沈陽智龍專利事務(wù)所(普通合伙) 21115 | 代理人： | 宋鐵軍 |
| 地址： | 110870 遼寧省沈陽*** | 國省代碼： | 遼寧;21 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 基于 改進(jìn) 模型 記憶 信號(hào) 檢測 方法 | ||
基于改進(jìn)J?A模型的磁記憶信號(hào)檢測方法屬于鐵磁性材料的磁記憶信號(hào)檢測技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于改進(jìn)J?A模型的磁記憶信號(hào)檢測方法。本發(fā)明提供一種基于改進(jìn)J?A模型的磁記憶信號(hào)檢測方法。本發(fā)明包括以下步驟：步驟1）：建立磁力學(xué)模型；步驟2）：建立改進(jìn)的J?A模型；還包括用于驗(yàn)證算法的準(zhǔn)確性的仿真建模部分。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于鐵磁性材料的磁記憶信號(hào)檢測技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于改進(jìn)J-A模型的磁記憶信號(hào)檢測方法。
背景技術(shù)
管道運(yùn)輸是國際油氣運(yùn)輸主要方式之一，具有運(yùn)量大、不受氣候和地面其他因素限制、可連續(xù)作業(yè)以及成本低等優(yōu)點(diǎn)。
油氣長輸管道的安全維護(hù)是管道運(yùn)營的核心問題。從近年來管道事故的分析來看，新建管道事故頻發(fā)，此時(shí)沒有完全形成管體的宏觀缺陷。常規(guī)的無損檢測技術(shù)如磁粉、漏磁、渦流和滲透等，在管道的缺陷監(jiān)測、事故預(yù)防等方面發(fā)揮了重要的作用，但只能發(fā)現(xiàn)已成形的宏觀體積缺陷，無法對(duì)因施工、焊接、地基沉降、介質(zhì)內(nèi)壓、熱膨脹等因素造成的尚未成形體積缺陷的應(yīng)力集中區(qū)域?qū)嵤┯行У脑u(píng)價(jià)，從而無法避免由于應(yīng)力損傷而引發(fā)的突發(fā)性事故。應(yīng)力集中是油氣長輸管道發(fā)生突發(fā)性事故的重要原因；尤其是新建管道在制管和施工過程中存在大量應(yīng)力集中區(qū)域，有些應(yīng)力集中區(qū)域已經(jīng)達(dá)到臨界屈服點(diǎn)，導(dǎo)致管道投產(chǎn)后突發(fā)性事故的發(fā)生。磁記憶法可以有效判斷鐵磁性金屬構(gòu)件的應(yīng)力集中區(qū)域，但是牛頓力學(xué)和麥克斯韋方程都沒有關(guān)于力磁耦合的詳細(xì)闡述，磁記憶信號(hào)的力磁耦合機(jī)理尚無統(tǒng)一定論。此外，塑性形變是造成鐵磁性金屬構(gòu)件失效的主要原因，但目前尚無有效的方法對(duì)材料發(fā)生塑性形變后的磁記憶信號(hào)特性進(jìn)行定量分析，針對(duì)磁記憶信號(hào)的模型也是該領(lǐng)域的瓶頸問題。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是針對(duì)上述問題，提供一種基于改進(jìn)J-A模型的磁記憶信號(hào)檢測方法。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案，本發(fā)明包括以下步驟：
步驟1)：建立磁力學(xué)模型
無外力作用時(shí)，鐵磁性材料處于平衡狀態(tài)，材料的總自由能為：
E0＝Ems+Eel+EK (1)
其中，Ems為鐵磁晶體的磁彈性能，表示鐵磁性與彈性之間相互作用所產(chǎn)生的能量，表示為：
式(2)中、B1與B2分別為磁化作用下和形變作用下的磁彈性耦合系數(shù)；αi與αj表示磁化方向與所對(duì)應(yīng)的晶軸間的夾角；eii與eij表示形變分量(i、j＝x、y、z)
Eel為彈性能，表示材料發(fā)生彈性形變時(shí)，原子之間的相互作用力，根據(jù)彈性力學(xué)得：
式(3)中，C11、C12、C44為彈性模量；eyz、exy、exz、exx、eyy、ezz均為形變分量；
EK為各向異性能，表示鐵磁性材料內(nèi)電子自旋磁矩與軌道磁矩之間相互耦合作用所產(chǎn)生的能量，表示為：
式(4)中，K1、K2為各向異性常數(shù)；α1、α2、α3為磁化方向與所對(duì)應(yīng)的晶軸間的夾角；
當(dāng)鐵磁性材料受到外力作用時(shí)，材料的總自由能包括由位錯(cuò)增殖所引起的應(yīng)力能，即為：
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