冷建成等：拉压不同应力对飚记忆信号的影响及机理 ·567· 60 生较大的磁场干扰]，为此取3个压缩试件叠在一 起，并确保接触面对齐)，其中上、下2个试件已加 50 载超过60kN完成压缩试验后成鼓形，如图2所示， 40 这里重点监测中间试件中点处测点的磁信号随压力 30 的变化情况 20 2试验结果与分析 10 需要注意的是，为了消除初始磁状态对磁记忆 信号的影响[1)，试验前利用TC-2退磁器分别对拉 0.51.01.52.02.53.0354.045 位移mm 伸和压缩试件进行退磁处理. 图4压缩载荷-变形曲线 2.1拉伸试验 Fig.4 Compressive load ts.deformation curve 图5给出了拉伸试件上测点1和测点2的磁记 忆信号随着不同载荷的变化曲线 -0 (a 一测点1 01 一测点2 20 -40 100 -110 -60 一测点1 一浏点2 1206 80 8 12 16 20 8 12 16 载荷kN 载荷kN 图5拉伸时的在线监测磁信号变化.(a)法向分量：(b)切向分量 Fig.5 Variation of magnetic signals during tension:(a)normal component;(b)tangential component 由图5(a)可见，在加载初期阶段，磁信号法向 120 ■ 分量随着载荷的增加而增加，在2kN左右时达到峰 115 值：随着载荷的进一步增加，磁信号开始近似线性减 110 小，当载荷超过约7kN之后基本趋于稳定不变 相对于法向分量，图5(b)所示的切向分量在应 105 力较小时基本上成单调变化，之后趋于稳定，表明对 100 应力的变化没有法向分量敏感. 由于法向分量和切向分量互为正交分量，将其 一测点1 一测点2 进行合成得到合成磁场H,为 H,=√+f (1) 12 载荷kN 画出合成磁场随载荷的变化关系如图6所示. 图6合成磁场随拉伸载荷的变化 由图6可知，弹性应力产生的合成磁场波动范 Fig.6 Variation of synthetized magnetic field with tensile load 围约为25A·m1,整体变化趋势与磁信号法向分量 一致，均是在加载到7kN,即90MPa左右后趋于基 与拉伸试验相比，压缩时的磁信号法向分量和 本稳定；而该值接近材料屈服强度的0.3倍，正好是 切向分量均没有拉伸时的变化明显，基本呈现单调 大多数低碳钢因组织结构的不均匀性造成的平均内 上升趋势. 应力水平2] 同样，绘出不同压缩载荷下的合成磁场强度分 2.2压缩试验 布如图8所示 图7给出了压缩试件表面中间测点的磁记忆信 从图8可以看出，压缩应力引起的合成磁场波 号在不同载荷下的变化关系. 动范围约为15Am1,比拉伸时稍小，初始加载阶冷建成等: 拉压不同应力对磁记忆信号的影响及机理 图 4 压缩载荷鄄鄄变形曲线 Fig. 4 Compressive load vs郾 deformation curve 生较大的磁场干扰[9] ,为此取 3 个压缩试件叠在一 起,并确保接触面对齐[12] ,其中上、下 2 个试件已加 载超过 60 kN 完成压缩试验后成鼓形,如图 2 所示, 这里重点监测中间试件中点处测点的磁信号随压力 的变化情况. 2 试验结果与分析 需要注意的是,为了消除初始磁状态对磁记忆 信号的影响[13] ,试验前利用 TC鄄鄄2 退磁器分别对拉 伸和压缩试件进行退磁处理. 2郾 1 拉伸试验 图 5 给出了拉伸试件上测点 1 和测点 2 的磁记 忆信号随着不同载荷的变化曲线. 图 5 拉伸时的在线监测磁信号变化 郾 (a) 法向分量; (b) 切向分量 Fig. 5 Variation of magnetic signals during tension: (a) normal component; (b) tangential component 由图 5(a)可见,在加载初期阶段,磁信号法向 分量随着载荷的增加而增加,在 2 kN 左右时达到峰 值;随着载荷的进一步增加,磁信号开始近似线性减 小,当载荷超过约 7 kN 之后基本趋于稳定不变. 相对于法向分量,图 5(b)所示的切向分量在应 力较小时基本上成单调变化,之后趋于稳定,表明对 应力的变化没有法向分量敏感. 由于法向分量和切向分量互为正交分量,将其 进行合成得到合成磁场 Hxy为 Hxy = H 2 x + H 2 y (1) 画出合成磁场随载荷的变化关系如图 6 所示. 由图 6 可知,弹性应力产生的合成磁场波动范 围约为 25 A·m - 1 ,整体变化趋势与磁信号法向分量 一致,均是在加载到 7 kN,即 90 MPa 左右后趋于基 本稳定;而该值接近材料屈服强度的 0郾 3 倍,正好是 大多数低碳钢因组织结构的不均匀性造成的平均内 应力水平[2] . 2郾 2 压缩试验 图 7 给出了压缩试件表面中间测点的磁记忆信 号在不同载荷下的变化关系. 图 6 合成磁场随拉伸载荷的变化 Fig. 6 Variation of synthetized magnetic field with tensile load 与拉伸试验相比,压缩时的磁信号法向分量和 切向分量均没有拉伸时的变化明显,基本呈现单调 上升趋势. 同样,绘出不同压缩载荷下的合成磁场强度分 布如图 8 所示. 从图 8 可以看出,压缩应力引起的合成磁场波 动范围约为 15 A·m - 1 ,比拉伸时稍小,初始加载阶 ·567·