基于小波变换电磁应力检测方法的研究

杨理践，刘　斌，高松巍

(沈阳工业大学信息科学与工程学院，辽宁沈阳　110870)

0　引言

应力集中是金属构件损坏的根源，因此能够有效地检测金属构件应力集中区域，对保证金属构件的安全使用有着积极的意义。目前，应力检测方法很多，大致可以分为两大类：一类是有损检测方法，如盲孔法，虽然该类应力检测方法检测精度高，但对被测构件造成不同程度的损坏，在实际应用中有一定的局限性。另一类是无损检测方法，如超声波法、X射线衍射法、金属磁记忆法等，这些方法是利用材料物理特性的变化来实现应力集中区域的检测，虽然对被测构件不会造成损坏，但是对应力检测的精度很低，很容易受外界因素影响[1-6]。

工程实践证明，电磁应力检测作为铁磁构件应力检测的一种有效方法，成功实现了铁磁构件上残余应力、形变应力和焊缝应力的测量，为应力检测技术揭开了新的篇章。

1　检测原理

在磁场作用下，铁磁性材料会发生磁化，其磁导率将会随应力或应变状态的变化而变化。这就是逆磁致伸缩效应。电磁应力检测系统在这一现象的基础上，利用磁畴模型实现的。

无外加磁场时，由于磁畴取向的随机性，在宏观上不呈现磁性效果，这时物质的磁化强度M为：

(1)

对于非永磁体，磁化强度M与外加磁场H之间存在关系：

(2)

式中χm为材料的磁化率。

由于应力的存在，磁畴结构发生形变，即ΔV发生变化，进而磁化强度M和H发生变化。通过测量H的变化值来判断应力的集中情况。……