【摘要】：塑性變形是金屬材料在應力作用下產(chǎn)生損傷的早期階段,對其的有效檢測可預判危害的發(fā)生,實現(xiàn)設備破壞前的預警。針對金屬磁記憶檢測技術,利用量子力學密度泛函理論建立鐵磁材料力磁耦合計算模型,采用原子軌道正交化線性組合法(Orthogonalized linear combination atomic orbitals,OLCAO)計算鐵磁晶體在應力作用下的磁特性變化及磁記憶信號特征。結果表明:應力作用引起晶體內(nèi)部電子運動狀態(tài)及其分布特征改變,導致體系能帶結構和電子態(tài)密度分布發(fā)生變化,材料的磁特性發(fā)生改變,定量表現(xiàn)為原子磁矩隨應力的增加而變化。拉應力導致原子磁矩線性減小,壓應力導致原子磁矩線性增大。當金屬發(fā)生塑性變形時,體系的磁矩均發(fā)生突變,應力磁矩關系曲線出現(xiàn)拐點,變化速度變慢,表現(xiàn)為磁記憶信號的特殊變化特征。通過鐵磁材料的拉伸及壓縮試驗,驗證了理論計算結果的正確性。
[Abstract]:Plastic deformation is the early stage of damage of metal materials under stress. The effective detection of plastic deformation can predict the occurrence of damage and realize the forewarning of equipment failure. Based on the density functional theory of quantum mechanics, a magneto-mechanical coupling model for ferromagnetic materials is established. The magnetic properties of ferromagnetic crystals under stress and the characteristics of magnetic memory signals are calculated by using the (Orthogonalized linear combination atomic Orbitale OLCAO (atomic orbital orthogonalization linear combination method). The results show that the stress causes the changes of the electron motion state and its distribution characteristics in the crystal, the energy band structure and the electronic density of state distribution, and the magnetic properties of the materials. The quantitative expression is that the atomic magnetic moment changes with the increase of stress. The tensile stress leads to the linear decrease of the atomic magnetic moment and the compressive stress to the linear increase of the atomic magnetic moment. When the metal has plastic deformation, the magnetic moment of the system is abrupt, the curve of stress-magnetic moment is inflection point, and the change speed becomes slower, which shows the special variation characteristic of magnetic memory signal. The theoretical results are verified by tensile and compression tests of ferromagnetic materials.
【作者單位】： 遼寧石油化工大學機械工程學院;沈陽工業(yè)大學信息科學與工程學院;
【基金】：科技部國家重大儀表專項(2012YQ090175) 國家自然科學基金(61571308) 遼寧省教育廳科學研究(L2016009)資助項目
【分類號】：TG301

【相似文獻】

相關期刊論文 前10條

1 于鳳云,張川緒,吳淼;放置方向?qū)Υ庞洃洐z測信號的影響[J];煤礦機械;2005年10期

2 于鳳云;;拉應力引起的磁記憶特性及其與檢測時間的關系[J];黑龍江科技學院學報;2007年02期

3 陳敇;王曉鳳;楊恩;李路明;;鐵磁構件拉壓試驗中的磁記憶效應研究[J];無損檢測;2007年05期

4 蹇興亮;周克印;;構件形狀對金屬磁記憶檢測的影響[J];理化檢驗(物理分冊);2007年05期

5 李光霽;孫國豪;潘家禎;;3σ方法在磁記憶檢測中的應用[J];華東理工大學學報(自然科學版);2007年05期

6 陳星;劉昌奎;陶春虎;董世運;王丹;石常亮;;金屬材料拉伸損傷的磁記憶表征[J];無損檢測;2009年05期

7 常福清;劉東旭;劉峰;;磁記憶檢測中的力-磁關系及其實驗觀察[J];實驗力學;2009年04期

8 任吉林;王進;范振中;宋凱;唐繼紅;;一種磁記憶檢測定量分析的新方法[J];儀器儀表學報;2010年02期

9 高廣興;沈功田;胡斌;張萬嶺;李金海;吳占穩(wěn);;在用起重機金屬磁記憶檢測的信號特征及驗證[J];無損檢測;2010年05期

10 黃海鴻;劉儒軍;張曦;汪燕;劉志峰;;面向再制造的510L鋼疲勞裂紋擴展磁記憶檢測[J];機械工程學報;2013年01期

相關會議論文 前8條

1 石常亮;董世運;徐濱士;何鵬;王丹;;單向靜載拉伸下合金鋼表面的磁記憶效應[A];第七屆全國表面工程學術會議暨第二屆表面工程青年學術論壇論文集（二）[C];2008年

2 萬升云;;鐵道車輛車輪輻板孔的磁記憶檢測研究[A];2007'湖北·武漢NDT學術年會論文集[C];2007年

3 崔常京;劉桂良;董世運;陳群志;董麗虹;;靜載作用下典型結構鋼磁記憶信號的變化規(guī)律[A];第七屆全國MTS材料試驗學術會議論文集（二）[C];2007年

4 龔洪賓;江泉;錢宏南;陳勤發(fā);紀岡成;劉少印;劉宇;;磁記憶應力測定技術在熱處理過程中的應用[A];西南地區(qū)第十屆NDT學術交流會論文集[C];2009年

5 郭鵬舉;趙海江;關衛(wèi)和;;參數(shù)設置對磁記憶技術判斷缺陷靈敏度的影響[A];安徽省機械工程學會成立50周年論文集[C];2014年

6 任文堅;;磁記憶無損檢測技術的現(xiàn)狀及展望[A];2014陜西省第十四屆無損檢測年會暨產(chǎn)品展示會論文集[C];2014年

7 鐘力強;李路明;;檢測環(huán)境磁場對磁記憶方法評價應力集中的影響[A];北京機械工程學會2008年優(yōu)秀論文集[C];2008年

8 鐘力強;李路明;;檢測環(huán)境磁場對磁記憶方法評價應力集中的影響[A];第四屆十三省區(qū)市機械工程學會科技論壇暨2008海南機械科技論壇論文集[C];2008年

相關博士學位論文 前3條

1 萬升云;磁記憶檢測原理及其應用技術的研究[D];華中科技大學;2006年

2 邢海燕;基于磁記憶技術的疲勞損傷評估及壽命預測[D];哈爾濱工業(yè)大學;2007年

3 石常亮;面向再制造鐵磁性構件損傷程度的磁記憶/超聲綜合無損評估[D];哈爾濱工業(yè)大學;2011年

相關碩士學位論文 前10條

1 張世亮;X80管線鋼疲勞損傷的磁記憶檢測試驗研究[D];燕山大學;2015年

2 焦江娜;基于磁記憶的金屬管道損傷檢測及評估方法研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2015年

3 曹世侖;承壓設備磁記憶診斷技術實驗研究[D];浙江工業(yè)大學;2014年

4 韓亞潼;基于信息熵與D-S理論聯(lián)合的焊縫缺陷磁記憶定量化研究[D];東北石油大學;2015年

5 王建锃;基于磁記憶的2Cr13試樣熱處理質(zhì)量評價研究[D];東北石油大學;2015年

6 陳懷天;鐵磁性材料磁記憶檢測的幾個關鍵性問題研究[D];南昌航空大學;2016年

7 趙國峰;不同應變狀態(tài)下金屬磁記憶臨界特征研究[D];東北石油大學;2016年

8 王r，

本文編號：2151053