·576· 北京科技大学学报 2003年第6期 2漏磁强度与裂纹参数的关系 2.1裂纹漏磁波形 图2是工件表面具有两个矩形裂纹的漏磁场 法线分量的波形.两个裂纹：深度d=2mm,宽度 2b=0.4mm,提离高度h=0.5mm.两裂纹间距2s 分别取1.5,2.5,3.5,4.5mm.实验通过直流电源对 测试工件进行磁化.磁极间中心的磁场强度为 1.910kAm,漏磁的法线分量由HALL元件检测， 2b1 252b 传感器扫描方向为沿工件表面垂直于裂纹的长 图1矩形槽缺陷磁偶极子模型 度方向，垂直和水平轴分别表示漏磁信号强度和 Fig.1 Magnetic dipole model for parallel adjacent slots 传感器的位置. 裂纹内侧面间的距离，r为点Pxy)到各裂纹侧面 图2表明漏磁强度在两个裂纹深度相同的情 单元磁荷的距离.这里定义的法线和切线方向是 况下随裂纹间的距离变化而变化. 相对工件表面位置而言的方向， 22漏磁强度与裂纹间距离的关系 一般情况下，每一对相邻裂纹的漏磁法线分 (a) (b) 2s=1.5mm 2s=2.5mm -10 -5 0 10 -10 0 10 x/mm x/mm (c) (d) 2s=3.5mm =4.5mn -10 -5 0 5 10 -10 0 10 x/mm x/mm 图2双裂纹法向漏磁场 Fig.2 Magnetic flux leakage caused by two adjacent slots 量波形在不同的裂纹间距条件下都具有一对幅 1.0 d1 值变化的极大极小值，这是相邻裂纹的一个重要 特性，是进行裂纹识别的基础，为论述方便各峰 0.5 间距定义如图3所示.图中符号表示漏磁峰一峰 值和裂纹间距，图左边的B,2表示模型中左边较 0 小裂纹的峰值， 为研究裂纹之间的距离与裂纹漏磁峰值之 -0.5f 间的关系，分别作裂纹深度在1,3,5mm情况下， 裂纹漏磁的法线分量B,的各个峰值随裂纹间距 1010 -5 0 10 2s变化的曲线，如图4所示， x/mm 由图4示仿真结果可以看出，在d,=d=1mm 图3表面双裂纹漏磁峰值示意图 的情况下峰值B,和B随裂纹间距的变化不大，但 Fig.3 Symbols used for the peak value of magnetic flux 在较小裂纹间距(2s<2mm)和d=2或3mm的条 leakage of adjacent slots. 57 6 - 北 京 科 技 大 学 学 报 2 0 03 年 第 ` 期 图 1 矩 形抽 缺 陷磁偶 极 子模 型 F ig · 1 M a gn e 血 d iP o l e m od e l fo r P a ra l e l a dj a e e n t s lO ts 裂纹 内侧 面 间 的距 离 , r 为 点尸。必到 各 裂 纹侧 面 单元 磁荷 的距 离 . 这里 定 义 的法线 和 切 线方 向是 相对 工 件 表面 位 置 而 言 的方 向 , 2 漏磁 强 度 与裂 纹 参数 的关 系 .2 1 裂 纹 漏磁 波 形 图 2 是 工件表 面 具有 两个 矩形裂 纹 的漏 磁场 法 线 分量 的波形 . 两 个 裂纹 : 深度 d 二 Z m m , 宽度 Zb 二 .0 4 r n 们。 , 提 离 高度 h 二 .0 5 r n 们n . 两裂 纹 间距 s2 分 别 取 1 . 5 , .2 5 , 3 . 5 , .4 5 m m . 实验 通 过直 流 电源对 测 试 工 件 进 行磁 化 . 磁 极 间 中心 的磁场 强度 为 1 . 9 10 ik 叼 m , 漏 磁 的法 线 分量 由 H A L L 元 件 检 测 , 传 感 器 扫 描 方 向为 沿工 件表 面 垂 直 于 裂纹 的 长 度 方 向 . 垂直 和水 平 轴分 别表 示 漏磁 信 号 强度和 传 感 器 的位 置 . 图 2 表 明漏 磁 强度在两 个裂 纹 深度 相 同的情 况 下 随裂 纹间 的距 离 变 化而 变 化 . 2 .2 漏 磁 强 度 与裂 纹 间 距离 的 关 系 一 般情 况 下 , 每 一 对相 邻 裂纹 的漏 磁 法 线分 1 一 气喝 尸一少八尹 2s 二 1 . s r n r 。 沙/ 一 一 I 气 闷 一 1 0 一 5 0 工 /巾m 一 10 一 5 0 x m/ m 5 1 0 气 喝 一 ` “ , 川尸怡 n l 气 勺 一 1 0 一 5 0 工 m/ m 一 1 0 一 5 0 x m/ m 5 1 0 图 2 双裂 纹法 向漏磁 场 Fi g . 2 M a g o e肠 e fl u x l e a ak 郎 e a u s e d 勿 幻即。 a dj a c e n t s ol st 量 波形 在 不 同 的裂 纹 间距 条 件 下 都 具 有 一对 幅 值 变 化 的极 大极 小 值 , 这 是相 邻裂 纹 的 一个 重要 特 性 , 是进 行 裂 纹 识别 的基 础 . 为论 述 方 便各 峰 间距 定 义 如 图 3 所 示 . 图 中符 号 表示 漏 磁 峰 一 峰 值 和 裂 纹 间距 . 图左 边 的尽 12 表 示 模 型 中左 边 较 小裂 纹 的 峰值 . 为研 究裂 纹 之 间 的距 离 与 裂 纹漏 磁 峰 值 之 间 的关 系 , 分 别 作裂 纹 深 度在 1 , 3 , 5 ~ 情 况 下 , 裂 纹 漏 磁 的法 线 分量 yB 的 各 个 峰 值随 裂 纹 间 距 2s 变 化 的 曲线 , 如 图 4 所 示 . 由图 4 示仿 真 结果 可 以看 出 , 在试 “ 试 = l r n r n 的情 况下 峰值尽 : 和称 随裂 纹 间距 的变化 不 大 , 但 在 较 小裂 纹 间距 ( s2 < 2 ~ ) 和 d = 2 或 3 ~ 的 条 气 喝 ` . 、 。 时 } 月 一一 2 、 ` 八 者 呀 { 叹 确 . ` 者 i/ 卜 产一一 叫 ! 凡 ; . X m/ m 图 3 表面 双 裂纹 漏磁 峰值示 意图 F ig . 3 S y m b o 肠 u , e d fo r ht e P e a k v a l u e o f m a g n e ti c flu x l e a ak g e o f a dj a e e n t s l o st