曾杰伟等：透射式磁弹性带钢应力无损检测 15 统数据采集系统，利用实验室20[液压试验机为拉应 两种测量方式的验证实验 力标定块提供稳定压下力.实验时试样的应变测量采 测试用简易型水平应力装置，如图8所示，其主要 用单向应变片和应变仪采集获得，全桥式电路连接 部件是上文设计的压力试件，延垂直对角线方向施加 压力机应用及贴片实验实际测试接线如图6所示. 压力（压力值由标准测力计显示），在与水平对角相连 的膜片上产生水平张应力.该膜片的上下方装有发射 和接收探头，探头内部正交配置两组线圈.加载前预 调零，加载后取两组信号的差值输出，该差动信号可反 映膜片水平方向应力的大小 图6实际测试接线图 Fig.6 Wiring diagram of the measurement test 确认接线无误后开启主机，预热数分钟后电路工 作趋于稳定.调节模块上W。调平电位器，使桥路输出 为0.记录实验数据，绘制曲线.操作液压压力机使拉 力环受压变形量每次递增0.1mm,记录实验数据，绘 图8应力测试加载装置 制实验曲线，如图7所示 Fig.8 Stress test loading device 140 单侧测量采用前文所述二磁极检测方式，激励线 120 圈和检测线圈位于同侧.磁极与钢板间距离为0.3~ 100 0.5mm,线圈固定于试件一垂直侧边，磁芯长度方向为 竖直方向.励磁电流分别为50、100和150mA.励磁线 80 60 圈由0.4mm高强度漆包线绕制，匝数300匝.检测线 口第一次加截 圈为0.2mm高强度漆包线绕制，匝数800匝.加载力 40 。一第二次加载 依次增加1kN,记录检测系统输出信号，加载至8kN 20 后获得了如图9所示的感应信号变化曲线. 0 60r 0.5 1.01.52.0 2.5 55 -o-150mA 压下量mm 50 -a-100mA 图7水平应力随压下量变化曲线图 45 --50 mA Fig.7 Relationship between horizontal stress and pressure 40L 35 30 通过对所设计的应力标定试件的分析，以及有限 5 元仿真受力分析和应力标定块贴片实验，经反复实验 20 验证后得到了十分稳定的应力与压下量的关系曲线， 10L 为后续实验提供了理想的标定装置 3应力测量实验 4 压力kN 电磁法测量应力的前提是必须能够测量得到接收 图9单侧式磁测实验信号随应力变化曲线 信号与应力变化的关系，因此电磁法应力定性实验成 Fig.9 Sense signal curve with stress variation of the unilateral meas- urement experiment 为验证电磁应力测量方法可行性的前提.得到接收信 号与材料内应力的变化关系即可通过标定等方法在线 在单侧测量方式下，励磁电流为50mA时，励磁线 检测残余应力的分布情况.实验采用图5所示的可重 圈产生磁场较弱，磁化强度较低，应力变化对磁测信号 复加载试件，中部被测钢板厚度为4mm,试件采用 的影响较小.随着磁化电流的增加，励磁线圈产生的 Q235钢加工而成，系统调试后进行了单侧式和透射式 磁场逐渐变强，被测材料的磁化强度逐渐增强，磁特性曾杰伟等: 透射式磁弹性带钢应力无损检测 统数据采集系统，利用实验室 20 t 液压试验机为拉应 力标定块提供稳定压下力． 实验时试样的应变测量采 用单向应变片和应变仪采集获得，全桥式电路连接． 压力机应用及贴片实验实际测试接线如图 6 所示． 图 6 实际测试接线图 Fig． 6 Wiring diagram of the measurement test 确认接线无误后开启主机，预热数分钟后电路工 作趋于稳定． 调节模块上 WD 调平电位器，使桥路输出 为 0． 记录实验数据，绘制曲线． 操作液压压力机使拉 力环受压变形量每次递增 0. 1 mm，记录实验数据，绘 制实验曲线，如图 7 所示． 图 7 水平应力随压下量变化曲线图 Fig． 7 Relationship between horizontal stress and pressure 通过对所设计的应力标定试件的分析，以及有限 元仿真受力分析和应力标定块贴片实验，经反复实验 验证后得到了十分稳定的应力与压下量的关系曲线， 为后续实验提供了理想的标定装置． 3 应力测量实验 电磁法测量应力的前提是必须能够测量得到接收 信号与应力变化的关系，因此电磁法应力定性实验成 为验证电磁应力测量方法可行性的前提． 得到接收信 号与材料内应力的变化关系即可通过标定等方法在线 检测残余应力的分布情况． 实验采用图 5 所示的可重 复加载试件，中部被测钢板厚度为 4 mm，试 件 采 用 Q235 钢加工而成，系统调试后进行了单侧式和透射式 两种测量方式的验证实验． 测试用简易型水平应力装置，如图 8 所示，其主要 部件是上文设计的压力试件，延垂直对角线方向施加 压力( 压力值由标准测力计显示) ，在与水平对角相连 的膜片上产生水平张应力． 该膜片的上下方装有发射 和接收探头，探头内部正交配置两组线圈． 加载前预 调零，加载后取两组信号的差值输出，该差动信号可反 映膜片水平方向应力的大小． 图 8 应力测试加载装置 Fig． 8 Stress test loading device 单侧测量采用前文所述二磁极检测方式，激励线 圈和检测线圈位于同侧． 磁极与钢板间距离为 0. 3 ～ 0. 5 mm，线圈固定于试件一垂直侧边，磁芯长度方向为 竖直方向． 励磁电流分别为50、100 和150 mA． 励磁线 圈由 0. 4 mm 高强度漆包线绕制，匝数 300 匝． 检测线 圈为 0. 2 mm 高强度漆包线绕制，匝数 800 匝． 加载力 依次增加 1 kN，记录检测系统输出信号，加载至 8 kN 后获得了如图 9 所示的感应信号变化曲线． 图 9 单侧式磁测实验信号随应力变化曲线 Fig． 9 Sense signal curve with stress variation of the unilateral meas￾urement experiment 在单侧测量方式下，励磁电流为 50 mA 时，励磁线 圈产生磁场较弱，磁化强度较低，应力变化对磁测信号 的影响较小． 随着磁化电流的增加，励磁线圈产生的 磁场逐渐变强，被测材料的磁化强度逐渐增强，磁特性 ·15·