马小平
- 作品数：9 被引量：40H指数：4
- 供职机构：西安建筑科技大学土木工程学院更多>>
- 发文基金：陕西省自然科学基金国家自然科学基金陕西省教育厅省级重点实验室科研与建设计划项目更多>>
- 相关领域：建筑科学金属学及工艺交通运输工程矿业工程更多>>
- 钢箱梁竖向波纹腹板剪力与磁记忆场强关系的试验研究被引量：2
- 2019年
- 金属磁记忆检测技术是一种新型的无损检测技术,其原理是基于铁磁构件表面产生的漏磁场进行检测.通过Q345qC波纹腹板钢箱梁的四点受弯试验,分析了竖向腹板表面的磁记忆信号沿梁高度方向的变化规律,发现在波纹腹板表面磁记忆信号曲线上,竖向集中力加载位置出现磁记忆场强“波峰”极值,且随着荷载的增大,“波峰”幅值越高,应力集中程度增大;试件失稳时,磁记忆信号发生正负突变,以此可作为试件失稳时的评判特征;随着检测线离集中力加载位置越远,“波峰”幅值越低;随着标定高度的增大,磁记忆信号减小;沿腹板高度方向区域平均磁记忆信号变化率与腹板高度无关,而主要与两个因素有关:其一是纯弯段或弯剪段区域位置,其二是施加的荷载大小;弯剪段区域的绝对值随荷载的增加先增大后减小,磁记忆信号平均变化速率存在阈值.
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- 关键词：桥梁钢结构磁记忆检测钢箱梁波纹钢腹板
- 基于金属磁记忆检测技术的波纹斜腹板钢箱梁试验研究被引量：2
- 2018年
- 针对桥梁波纹腹板钢箱梁,进行了四点受弯静载试验,采集了不同等级荷载下沿翼缘和腹板检测线方向的磁信号,分析了弹性和塑性阶段沿检测线方向磁信号及其梯度值的变化规律,找出了表征应力集中程度及区域的特征磁信号,得出如下结论:第一,在波纹腹板钢箱梁的四点受弯试验中,过零点的位置不能表征应力集中位置及破坏位置,磁信号过零点的经验判断并不适用;第二,弹性和塑性阶段磁信号变化曲线相似,弹性阶段的特征磁信号能够较好地表征应力集中程度,塑性阶段特征磁信号不能很好地表征应力集中程度;第三,利用钢箱梁跨中挠度和磁信号梯度值绝对值曲线中的转折点可以找出钢箱梁屈服时挠度.
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- 关键词：金属磁记忆检测应力集中
- 建筑钢板件力磁效应的ANSYS有限元模拟研究被引量：8
- 2016年
- 为研究建筑用钢早期损伤和金属磁记忆信号的相互关系,采用ANSYS有限元分析软件,通过对建筑结构广泛使用的Q345B钢进行地球磁场下拉伸荷载的力磁效应二维平面模拟,得到不同载荷下人工浅槽试件表面漏磁场强度法向分量B(y)及其梯度值K的分布规律.研究表明,弹性阶段应力集中区的漏磁信号随应力呈规律性增加,屈服后,浅槽部位进入弹塑性状态的范围增加,漏磁信号的影响范围也随之扩大,较快增长的塑性变形对用应力来表征漏磁信号变化造成了影响,最后将模拟结果和试验结果对比,证实了模拟结果的可行性与可靠性,为金属磁记忆检测技术在建筑等领域的应用提供参考依据.
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- 关键词：钢结构有限单元法金属磁记忆应力集中
- 有关大地磁场对金属磁记忆信号影响的数值模拟被引量：3
- 2019年
- 利用ANSYS有限元模拟软件,结合力磁耦合关系,分别模拟三种放置方式下,试件沿轴转动时初始状态和屈服后的法向和切向磁信号。对比得出以下结论:首先,当地磁场与试件加载方向不平行或与检测面出现夹角时,法向磁信号相比切向磁信号更为准确.地磁场方向对屈服后试件的影响要比初始状态大,尤其在缺陷附近应力集中区域。其次,当试件不是正南正北放置,而是东西放置或者与地磁场存在一定夹角时,按原来方向的法向和切向信号判断试件应力集中将不再准确,因此找到此时磁场方向下试件表面的法向和切向磁信号是做出准确检测的前提条件。另外,当大地磁场完全垂直于试件表面时,无论切向还是法向磁信号都基本为一直线,只有在缺陷处有些许变化,原来过零点和极大值的现象都不再出现。所以在实际工程中,要尽可能避免试件检测面与大地磁场完全垂直,否则以法向信号过零点和切向信号极大值为依据的经验判断方法将不再适用。
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- 关键词：金属磁记忆检测
- 不同应力状态下Q235钢板件磁信号变化的试验及金相图谱研究
- 2019年
- 通过对Q235钢板件进行静载拉伸试验,采集并分析了其在零载、弹性状态、塑性状态、强化状态、颈缩状态及断裂破坏后的法向磁信号Hp(y).试验表明,随着荷载的增加,法向磁信号Hp(y)曲线呈顺时针旋转,且Hp(y)零值点在试件中心位置附近;Hp(y)零值点可以指示断裂位置但不够准确.比较分析磁场梯度值K,可以发现K值随荷载增加单调递减,在塑性状态到强化状态时变化幅度最大,而在强化状态到颈缩状态变化幅度最小.另外,通过对不同应力状态的试件取样,进行金相图谱分析,发现随着荷载的增加,铁素体沿受力方向,由不规则形状逐渐变为纺锤形,在此过程中,法向磁信号Hp(y)的绝对值逐渐变大.
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- 关键词：金属磁记忆检测金相组织
- 基于磁记忆的Q235b受弯钢梁力磁效应数值模拟被引量：6
- 2020年
- 为推进金属磁记忆检测技术在建筑钢结构领域的应用,量化金属磁记忆信号与构件应力状态之间的关系,本文以建筑钢框架中常见的工字型钢梁为例,采用ANSYS有限元分析软件,结合应力与磁导率的磁机械耦合模型,对不同载荷工况下的受弯钢梁进行力-磁耦合有限元模拟研究。通过对比集中力作用下4点受弯工字钢梁的试验结果与有限元计算结果,发现二者的漏磁场磁感应强度法向分量B(y)曲线及其峰峰值ΔB(y)具有较好的一致性,证实了模拟方法的可行性与准确性。考虑钢框架在正常使用中的实际受力状态,利用上述模拟方法,对均布荷载作用下两端固结工字钢梁进行力-磁耦合有限元模拟。结果表明,均布荷载作用下漏磁场磁感应强度法向分量B(y)和漏磁场法向分量梯度K(y)曲线均在应力最大和最小处发生突变,且漏磁场法向分量梯度K(y)曲线能较好地反应钢梁应力最大和最小变化区域、幅度和趋势。提出了用应力集中截面磁信号法向分量的平均值B(y)avg和磁信号法向分量梯度的平均值Kavg表征钢梁在该截面应力变化情况。
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- 关键词：金属磁记忆
- 金属磁记忆无损检测的研究现状和关键问题被引量：17
- 2019年
- 金属磁记忆检测技术自提出以来,便受到了广泛的重视,作为一种新兴的无损检测方法,能够对铁磁材料的应力集中、早期损伤及损伤程度等进行评估.但是,目前的研究多集中于磁记忆检测的板件试验,对磁记忆的物理模型和应力定量化评估方面的研究不够深入.基于此,总结了国内外关于磁记忆效应机理、磁信号影响因素、磁记忆损伤评价参数及基础试验研究方面的研究现状和进展,对金属磁记忆检测技术亟待解决的关键性问题进行了讨论,并指出金属磁记忆检测技术未来的发展趋势.结果表明:由于磁记忆信号的影响因素非常复杂,缺乏系统的试验和理论依据,目前只是停留在初步理论摸索和简单应用上,影响了该技术的量化发展和工程应用;要利用磁记忆检测技术进行应力定量化评估,必须要明确影响磁记忆信号的多种因素及其影响程度;现有的损伤评价参数都只是提取了磁信号的某些特征,并未进行全面的磁信号特征分析,具有一定的局限性;磁记忆技术的试验研究多集中于不同材料性质的静载拉伸试验和疲劳试验,受载形式单一,对构件性质的研究很少,而钢结构中梁、板等主要构件均承受弯剪应力作用.可见,要将磁记忆检测技术应用于钢结构,必须对弯剪应力作用下的构件磁记忆信号变化规律进行研究.
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- 关键词：桥梁工程金属磁记忆铁磁材料无损检测
- 基于ANSYS有限元模拟的钢丝绳单丝拉伸力-磁耦合研究被引量：11
- 2017年
- 主要利用ANSYS有限元模拟软件,对受轴向拉力且有预制缺陷的50 Mn钢丝绳单丝分别进行静力场计算和受环境磁场及自身剩磁场共同作用下的三维静磁场磁标量计算,并对两种物理场进行直接力-磁耦合分析,得到随着外荷载不断增加,试件缺陷处法向漏磁信号B(x)及其梯度值K的分布情况.结果表明,随着应力集中程度的不断增加,试件缺陷处的法向漏磁场信号B(x)出现过零点,其梯度值K出现极大值.最后,将试验结果与模拟结果进行对比,证明了模拟的可靠性.进一步证明了有缺陷钢丝绳的早期损伤与金属磁记忆信号之间的内在联系规律,该数值模拟方法可为钢丝绳拉伸磁记忆有限元分析提供参考.
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- 关键词：有限单元法金属磁记忆应力集中
- 带缺陷钢丝绳拉伸力-磁耦合数值模拟被引量：4
- 2019年
- 金属磁记忆作为一种新兴的钢丝绳无损检测技术,可对钢丝绳应力集中及缺陷部位进行定位,但对其应力状态及损伤程度的量化关系研究不足。为探究带缺陷钢丝绳拉伸状态下应力与金属磁记忆信号之间的联系规律,将缺陷诱发的钢丝绳损伤判别视为钢丝绳应力变化导致磁记忆信号改变的问题。基于磁机械效应及力磁耦合理论,考虑弹性阶段及塑性阶段磁特性参数(磁导率、矫顽力)随铁磁构件应力变化的不同规律,创新性地提出考虑磁导率和矫顽力影响的力-磁耦合修正模型。采用ANSYS有限元模拟软件,对带缺陷的1×7型单股钢丝绳进行静力场计算和环境磁场共同作用下的三维静磁场计算,利用力-磁耦合修正模型对两种物理场进行力-磁耦合。通过与试验结果进行对比分析,发现改进的模型可以较好地分析钢丝绳的力-磁耦合模拟问题,为以数值模拟为手段的钢丝绳拉伸应力与损伤量化关系研究方法奠定了基础。
- 高志刚苏三庆王威马小平
- 关键词：有限单元法数值模拟
