[發明專利]一種焊縫磁記憶信號特征識別方法

有效

• 申請號: 201810446218.8
• 申請日: 2018-05-11
• 公開（公告）號: CN108875135B
• 公開（公告）日: 2022-07-15
• 發明（設計）人: 劉斌;鄭思檬;何璐瑤;劉子淇;羅寧;張賀;于小芮;任建
• 申請（專利權）人: 沈陽工業大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G01N27/82
• 代理公司: 沈陽智龍專利事務所(普通合伙) 21115
• 代理人: 宋鐵軍

一種焊縫磁記憶信號特征識別方法屬于鐵磁性材料的磁記憶信號檢測技術領域，尤其涉及一種焊縫磁記憶信號特征識別方法。本發明提供一種焊縫磁記憶信號特征識別方法。本發明包括以下步驟：步驟1）：建立磁力學模型；步驟2）：超軟贗勢(USPP)平面波算法。還包括驗證算法準確性的仿真建模部分。

技術領域

本發明屬于鐵磁性金屬材料應力檢測技術領域，尤其涉及一種焊縫磁記憶信號特征識別方法。

背景技術

鐵磁性金屬構件長期在外部載荷作用下工作，往往局部會產生應力集中，這些應力集中區域內部晶體結構會發生變化，導致構件機械性能大幅度下降，給安全生產造成了重大隱患。常規的無損檢測技術如磁粉、漏磁、渦流和超聲波等，在金屬缺陷監測、事故預防等方面發揮了重要的作用，但只能發現已成形的宏觀體積缺陷，無法對因施工、焊接、介質內壓、熱膨脹等因素造成的尚未成形體積缺陷的應力集中區域實施有效的評價，從而無法避免由于應力損傷而引發的突發性事故。金屬磁記憶檢測方法作為快捷的無損檢測技術，通過檢測地磁場環境下應力集中區天然的磁化信息，可以有效地對應力集中區域進行檢測。但是鐵磁性材料焊接區域存在大量的殘余熱應力，并且焊縫和母材的成分有所不同導致焊縫區域應力損傷信號難以識別，因此研究焊縫區與母材區磁記憶信號特征的區別，對判斷焊縫區的應力損傷具有重要意義。

發明內容

本發明針對上述問題，提供一種有效的焊縫應力集中區磁記憶信號特征識別方法。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

步驟1)：建立磁力學模型

在外力作用下，晶體內部能量E可以表示為：

E＝T+U+Exc

(1)

其中，T為動能，U為庫倫勢能，E_xc為外力作用下電子之間的交換關聯能，包含了所有粒子之間的相互作用。

晶體內部的電子動能T和電子勢能U是電子密度函數ρ(r)的唯一泛函，則有：

其中，η為簡約普朗克常量，m為電子質量，e為電子電量，r、r'為不同的電子坐標，表示微分算子，Φ_i(r)表示基態電子波函數，ρ(r)表示電子密度函數。

由于金屬焊縫區摻雜粒子排列復雜，假設粒子之間的相互作用都并入交換關聯能E_xc中，系統內的動能和勢能不包含粒子之間的相互作用，則有：

∫dr'ρ_xc(r,r')＝-1 (5)

其中，ρ_xc(r,r')表示交換關聯空穴函數，將式(2)、(3)、(4)帶入式(1)可得到：

系統能量泛函E[ρ(r)]對電子密度函數變分可以得到單電子態下能量泛函的最佳形式，如式(7)。

其中，ε_i為拉格朗日乘子，V_eff(r)為有效勢，由晶格周期勢V(r)、庫侖勢V_c(r)和交換關聯勢V_xc(r)組成，即：