基于磁畴运动阈值磁场的应力评估方法技术

本发明专利技术公开了一种基于磁畴运动阈值磁场的应力评估方法，对于各个应力参数，获取不同磁场强度下的归一化磁畴量化值：先得到铁磁金属构件在应力参数和磁场强度下的磁畴图像，对磁畴图像进行预处理后再二值化，统计代表180度和‑180度磁畴的像素点数量，计算180度磁畴面积和‑180度磁畴面积，计算得到归一化磁畴量化值；拟合得到归一化磁畴量化值随磁场强度值变化的SNom‑H曲线，得到4个阈值磁场，拟合得到4个阈值磁场关于应力参数的表达式，在对铁磁金属构件进行应力评估时，首先获取SNom‑H曲线，获取4个阈值磁场，计算得到4个应力值，平均后得到最终应力值。本发明专利技术通过阈值磁场来实现对铁磁金属构件应力和微小应力变化的高线性度、高灵敏度、高空间分辨率检测。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于无损检测
，更为具体地讲，涉及一种基于磁畴运动阈值磁场的应力评估方法。
技术介绍
现在工业中，铁磁金属构件，在铁路交通，航空航天，冶金工业等部门锅炉、管道、桥梁、铁轨、压力容器等的大量使用，随着服役时间延长，铁磁金属构件不可避免存在应力集中现象，使得构件断裂等而引发事故。应力检测是保障工程中铁磁金属构件安全服役的重要手段。传统磁应力检测包括磁滞回线法、巴克豪森法(MBN)、涡流检测法、磁记忆法等技术。这些传统技术从材料宏观磁特性出发，建立宏观磁特性参数如矫顽力、剩磁、磁畴损耗与应力的对应关系，对应力评估具有灵敏度低、空间分辨率不高等缺点，无法精确评估铁磁性材料微观区域的应力状态。近年来，随着磁畴观测技术进步，磁微观结构动态行为在无损检测领域逐步得到广泛的应用。磁畴动态行为评估可实现铁磁金属构件内部应力高分辨率、高精度快速检测。然而，目前磁畴表征还局限于定性描述，磁畴运动特性的量化及其对应力的评估研究国内外处于空白状态。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于磁畴运动阈值磁场的应力评估方法，实现对铁磁金属构件应力和微小应力变化的高线性度、高灵敏度、高空间分辨率检测。为实现上述专利技术目的，本专利技术基于磁畴运动阈值磁场的应力评估方法的具体步骤为：S1：根据实际需要确定铁磁金属构件所需模拟的应力参数集φ＝{σ1,σ2…,σK

【技术保护点】
一种基于磁畴运动阈值磁场的应力评估方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：根据实际需要确定铁磁金属构件所需模拟的应力参数集φ＝{σ1,σ2…,σK}以及磁场强度变化范围[‑Hmax,Hmax]，其中K表示应力参数数量，Hmax表示磁场强度最大值；S2：设置应力参数序号k＝1；S3：将磁场强度H从‑Hmax逐步增加至Hmax，再逐步减小至‑Hmax，获取应力参数σk下每个磁场强度H对应的归一化磁畴量化值SNom，每个磁场强度H对应的归一化磁畴量化值SNom的获取方法包括以下步骤：S3.1：获取铁磁金属构件在应力参数σk和磁场强度H下的磁畴图像；S3.2：对磁畴图像进行去噪处理；S3.3：对磁畴图像进行二值化，以0代表‑180度磁畴，1代表180度磁畴；S3.4：对二值化磁畴图像，统计二值化磁畴图像中0和1的像素点数量，分别记为n‑180°和n180°，计算180度磁畴面积和‑180度磁畴面积s表示磁畴图像中单个像素点的面积；然后根据以下公式计算磁畴量化值ΔS：S3.5：采用以下公式对磁畴量化值进行归一化，得到归一化磁畴量化值SNom：S4：根据步骤S3中每个磁场强度H对应的归一化磁畴量化值SNom，拟合得到当前应力参数σk下归一化磁畴量化值随磁场强度值变化的SNom‑H曲线；根据SNom‑H曲线得到4个令归一化磁畴量化值SNom为1或‑1的临界阈值磁场临界阈值磁场Hth1(k)、Hth2(k)、Hth3(k)、Hth4(k)；S5：如果k＜K，令k＝k+1，返回步骤S3，否则进入步骤S6；S6：根据K个应力参数σk对应的4个阈值磁场进行线性拟合得到阈值磁场表达式：Hth1＝a1σ+b1Hth2＝a2σ+b2Hth3＝a3σ+b3Hth4＝a4σ+b4S7：在对铁磁金属构件进行应力评估时，首先采用与步骤S3中的相同方式得到SNom‑H曲线，获取4个阈值磁场，然后代入步骤S6的阈值磁场表达式中，计算得到4个应力值σ(1)、σ(2)、σ(3)和σ(4)，将4个应力值σ(1)、σ(2)、σ(3)和σ(4)进行平均得到最终应力值σ。...

【技术特征摘要】
1.一种基于磁畴运动阈值磁场的应力评估方法，其特征在于，包括以下步骤：S1...

【专利技术属性】
技术研发人员：田贵云，邱发生，任文伟，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：四川;51