調幅切向磁場對低碳鋼殘余塑性應變的檢測靈敏度矩陣分析方法

摘要：針對低碳鋼的殘余塑性應變定量評估問題,提出了一種基于調幅切向磁場測量的無損檢測新方法:采用U型電磁鐵提供調幅磁場對低碳鋼試件進行磁化,單一霍爾元件檢測表面切向磁場,其輸出電壓隨線性調幅激勵電壓變化而形成的蝶形軌跡可用于殘余塑性應變表征。研究發現在蝶形軌跡的大部分區域,霍爾元件輸出電壓與低碳鋼中靜態拉伸形成的殘余塑性應變的平方根間存在良好的線性關系。為實現殘余塑性變形的最佳靈敏度表征,將蝶形軌跡進行矩陣化并計算得到檢測靈敏度矩陣,分析了不同勵磁條件下霍爾元件輸岀電壓對殘余塑性應變平方根的靈敏度,結果顯示:在弱磁化條件(勵磁周期的峰值電壓與線性調幅電壓最大峰值的百分比為15%)下,霍爾元件輸出電壓對殘余塑性應變平方根的檢測靈敏度最高。新方法實施簡便,結合檢測靈敏矩陣,可對勵磁條件和敏感區域進行優化選取,有望推廣運用于其他力學性能指標的高靈敏度無損檢測。