LZ50型车轴钢自发漏磁信号特征的实验研究

作     者：黄亭 

作者单位：北京交通大学 

学位级别：硕士

导师姓名：王正道;汪越胜

授予年度：2014年

学科分类：08[工学] 082304[工学-载运工具运用工程] 080204[工学-车辆工程] 0802[工学-机械工程] 0823[工学-交通运输工程] 

主      题：金属磁记忆 压痕实验 漏磁信号 数值模拟 缺陷形状反演 

摘      要：LZ50型车轴钢具有强度高,塑性好的特点,被广泛用于铁路运输系统中的各种客运和货运列车上。随着铁路系统朝着高速、重载方向的飞速发展。为保证安全性,对其早期损伤的诊断显得尤为重要。 金属磁记忆是一种新型的无损检测技术,最早由俄罗斯科学家杜波夫提出。与传统的电磁无损检测方法相比,它具有检测速度快、无需外部激励源、检测设备小巧且易于携带的优点,特别是对检测应力集中区有较高的灵敏度。但是,目前该方法只能做到定性分析,还不能很好地做到定量分析,仍需投入大量的研究。本文通过实验研究和数值模拟,对缺陷的形状和区域大小进行反演。主要内容和结论包括： 实验方面,对LZ50车轴钢进行了平面和弧面两种压痕实验,并对其进行漏磁检测。通过实验测得的三维漏磁信号反演出应力集中区的形状,并与实际受压区形状进行对比。实验结果显示,通过三维漏磁信号对损伤区形状进行反演是可行的,并具有较高的精度。 数值研究方面,利用ANSYS有限元软件对上述两种压痕实验进行三维数值模拟,得到相应的应力集中区的应力场分布。将数值计算出的三维应力分布图与试验中测得的三维漏磁信号图进行对比的检测,发现两者具有较高的吻合度。从而再次证明金属磁记忆检测法对应力集中区的具有较高的准确性和精度。