为了更有效地表征铁磁材料中应力集中区与其在空间中的磁场关系，基于力与磁畴非线性关系，从宏观热力学关系出发，结合应力影响磁致伸缩应变饱和值的微观物理机制及其变化规律，建立了磁场强度与应力的唯象关系。并将应力集中区等效为磁耦极子，结合电磁场理论与上述唯象关系，建立了反映应力-磁场的耦合模型。在该模型基础上，建立了石油管道缺陷磁记忆检测试验系统。在50 m长的石油管道上制作了焊缝裂纹等缺陷。采用磁检测仪对焊缝缺陷的磁特征信号进行了检测。结果发现，随着测试路径的不同，磁信号发生规律性变化，与所建模型预测吻合，证明了模型的可靠性。所建模型可以用于分析缺陷在空间产生的磁场分布、缺陷大小、缺陷深度以及缺陷的分布，为磁检测仪的研制以及定量分析缺陷磁信号打下了基础。

所属栏目

科研成果与学术交流国家自然科学基金资助项目(10802081)

收稿日期

2010/6/8

作者单位

万强:中国工程物理研究院 总体工程研究所，绵阳621900
李思忠:中国工程物理研究院 总体工程研究所，绵阳621900
汤紫峰:中国工程物理研究院 总体工程研究所，绵阳621900

备注

万强(1979-)，副研究员，从事力磁多场耦合，材料静动态力学行为研究。

引用该论文:

WAN Qiang,LI Si-Zhong,TANG Zi-Feng.A Stress-Magnetization Coupled Model for Magnetic Memory Phenomenon of Ferromagnetism Materials[J].Nondestructive Testing,2011,33(4):12～16
万强,李思忠,汤紫峰.地磁场中铁磁构件应力集中区的力磁耦合模型[J].无损检测,2011,33(4):12～16

被引情况:

【1】

任吉林,林俊明,任文坚,宋凯, "金属磁记忆检测技术研究现状与发展前景",无损检测 34, 3-10(2012)
参考文献

【1】

任吉林，唐继红，邬冠华，等.金属的磁记忆检测技术[J].无损检测,2001,23(4):154-156.

【2】

林俊明，林春景，林发炳.基于磁记忆效应的一种无损检测新技术[J].无损检测,2000,22(7):297-299.

【3】

Brown W F. Magnetoelastic interactions[M]. New York: Springer Verlag,1966.

【4】

Pao Y H , Yeh C S. A linear theory for sof t ferromagnetic elastic solids[J]. International Journal of Engineering Science,1973,11(4):415-436.

【5】

Maugin G A. A continuum approach to mangnonphonon couplingsⅢ[J]. Int J Eng Sci,1981,19(4):479-493.

【6】

Zhou Y H, Zheng X J. A theoretical model of magnetoelastic buckling for sof t ferromagnetic thin plates[J]. Acta Mechanica Sinica,1996,12(3):213-224.

【7】

梁伟，沈亚鹏，方岱宁.软铁磁材料平面裂纹问题的耦合场[J].力学学报,2001,33(6):758-766.

【8】

秦飞，闫冬梅，张晓峰.地磁环境下结构变形引起的扰动磁场[J].力学学报,2006,38(6):799-806.

【9】

秦飞，闫冬梅，张阳.带圆孔无限大受拉板的变形扰动磁场[J].固体力学学报,2007,28(3):281-286.

【10】

Zheng X J, Liu X E. A nonlinear constitutive model for Terfenol-D rods[J]. J Appl Phys,2005,97:053901.

【11】

任尚坤，任吉林，宋凯,铁磁试件的力-磁效应分析和相关参数估算[J].河南师范大学学报(自然科学版),2007,35(1):78.

【12】

周俊华，雷银照.正磁致伸缩铁磁材料磁记忆现象的理论探讨[J].郑州大学学报,2003,24(3):101-105.

【13】

蹇兴亮.一种新型金属磁记忆检测仪的研制[D].南京：南京航天航空大学,2007.

【14】

苟晓凡，杨勇，郑晓静.矩形永磁体磁场分布的解析表达式[J].应用数学与力学,2004,25(3):271-278.

【15】

Xin en Liu, Xiaojing Zheng. A nonlinear constitutive model for magnetostrictive materials[J]. Acta Mech Sinica,2005(21):278-285.

【16】

Parton V Z, Kudryavtsev B A. Electromagnetoelasticity[M]. Gordon and Breach Science Publishers,1988.

【17】

孙乐.超磁致伸缩材料的本构理论研究[D].兰州：兰州大学,2006.

【18】

Jilrs D C, Atherton D L. Ferromagnetic hysteresis[J]. IEEE Trans on Mag,1983,19(5):2183-21851.