CN104819795B - 一种减小温度影响的巴克豪森应力检测方法 - Google Patents
一种减小温度影响的巴克豪森应力检测方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104819795B CN104819795B CN201510163048.9A CN201510163048A CN104819795B CN 104819795 B CN104819795 B CN 104819795B CN 201510163048 A CN201510163048 A CN 201510163048A CN 104819795 B CN104819795 B CN 104819795B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- transverse
- longitudinal
- root
- mean
- stress
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000001514 detection method Methods 0.000 title claims abstract description 16
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 24
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 18
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 claims abstract description 15
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 13
- 238000011088 calibration curve Methods 0.000 claims abstract description 4
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims description 8
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims description 8
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 claims description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 238000013528 artificial neural network Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000005294 ferromagnetic effect Effects 0.000 description 1
- 239000003302 ferromagnetic material Substances 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 230000001537 neural effect Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000002277 temperature effect Effects 0.000 description 1
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
Abstract
本发明提出了一种减小温度影响的巴克豪森应力检测方法，其特征在于包括以下步骤：一、检测出当传感器磁轭与被检测材料平行时巴克豪森信号的横向均方根值；二、所述的横向均方根测量结束后，检测出当传感器磁轭与被检测材料垂直时巴克豪森信号的纵向均方根值；三、运算求出横向均方根与纵向均方根的比值，即均方根横纵比；四、通过标准应力的加载实验得到横纵比与应力的对应关系，并通过线性拟合得出标定方程，从而得出特征值‑应力的标定曲线；五、获取所述均方根横纵比的随机测量误差及拟合误差；六、根据检测得的横纵比，带入所述标定方程中，求出应力值。本发明方法简便，检测结果精度高，能有效地减小检测中的温度影响。
Description
技术领域
本发明涉及巴克豪森原理铁磁性材料的应力检测技术领域，具体说是一种减小温度影响的巴克豪森应力检测方法。
背景技术
目前，巴克豪森检测方法广泛应用于铁磁性材料应力的检测。在检测时，铁磁材料被磁化的过程中产生的巴克豪森(MBN)信号会受到各种因素的影响。就温度影响而言，一方面温度影响着铁磁性材料的磁化状态，即温度本身对巴克豪森信号产生影响；另一方面当温度升高时，铁磁性构件将承受温度产生的压应力，温度降低时承受着拉应力，这种拉应力和压应力同样对MBN信号产生较大影响。
由于温度对巴克豪森信号的上述双重影响，在检测铁磁性材料温度应力时会影响MBN信号的特征值，而采用常规特征值来进行温度应力的检测时难以消除温度本身的这种影响。在减弱温度本身对巴克豪森信号影响后如何定量测量铁磁性材料的温度应力；现有的常规特征值标定检测结果精度较低。
目前，巴克豪森应力检测研究中，在修正温度效应对应力检测影响的方法主要是通过测量求取巴克豪森信号的常规特征值，即均值、均方根、振铃数、峰值、峰宽比，然后通过BP神经网络的方法，最终求出应力的大小。此方法目前存在的主要缺陷有：首先检测精度不高，通过神经网络方法各个特征值本身受到温度影响较大，修正精度低。其次较为繁琐，需要求多个特征值，在求特征值的过程也会引入较大的测量误差。另外，在现有技术的常规特征值标定中，用均方根作为巴克豪森检测应力标定的特征值，由于横向均方根值或纵向均方根值与温度的变化均呈一致方向的单调关系，因此采用单一均方根作为应力标定的特征值，同样会引入温度的影响，致使检测结果精度较低。
发明内容
本发明目的是针对现有技术存在的缺陷，提供一种减小温度影响的巴克豪森应力检测方法，方法简便，检测结果精度高，能够有效地减小巴克豪森应力检测中的温度影响。
为实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案：
一种减小温度影响的巴克豪森应力检测方法，采用传感器进行巴克豪森应力检测，其特征在于包括以下步骤：
步骤一、检测出当传感器磁轭与被检测材料平行时巴克豪森信号的均方根值，即为横向均方根值；
步骤二、所述的横向均方根测量结束后，检测出当传感器磁轭与被检测材料垂直时巴克豪森信号的均方根值，即为纵向均方根值；
步骤三、运算求出横向均方根与纵向均方根的比值，即横纵比；
步骤四、通过标准应力的加载实验得到横纵比与应力的对应关系，并通过线性拟合得出特征值-应力的标定曲线及标定方程；
步骤五、获取所述横纵比的随机测量误差及拟合误差；
步骤六、根据检测得的横纵比，带入所述标定方程中，求出应力值。
在所述步骤三中，所述的横纵比可以按以下方式获取：
(1)单次测量横向均方根值；
(2)单次测量同一位置的纵向均方根值；
(3)横向均方根除以纵向均方根值求出横纵比。
进一步地，在所述步骤三中，所述的横纵比也可以按以下方式获取：
(1)多次测量横向均方根值，并求平均值；
(2)多次测量纵向均方根值，并求平均值；
(3)横向均方根的平均值除以纵向均方根的平均值，求出横纵比；
(4)重复上述(1)至(3)的操作，将多个横纵比求平均后得出横纵比。
在所述步骤四中，所述的通过线性拟合得出标定方程为：
Y＝-0.0025X+0.6336
式中，X表示应力值，Y表示横纵比，得出：横纵比每变化0.01，应力值变化为±4Mpa。
在所述步骤五中，所述的获取所述的横纵比的随机测量误差及拟合误差的过程分别是：
随机测量误差：通过对同一点多次测量实验，估算出通过所述的横纵比检测仪器的测量误差范围；
拟合误差：通过所述的标定方程求出的应力值与实际实验中加载的拉压应力值进行比较，获得横纵比标定方程测应力的拟合误差。
与现有技术相比，本发明的优点和有益效果如下：
本发明针对巴克豪森应力检测中的温度影响，提出了新的特征值横纵比，即横向均方根值与纵向均方根值的比值，通过实验验证了相对于现有技术的单向均方根标定应力的方法，横纵比的方法在有效地抑制温度影响后，对应力测量的精度更高，检测也更为便捷。
附图说明
图1是本发明的一种具有温度消减效应的巴克豪森应力检测方法流程框图。
图2是本发明所述方法检测中的传感器横向放置示意图。
图3是本发明所述方法检测中的传感器纵向放置示意图。
图4是本发明所述方法的横纵比与被检测材料钢轨的拉、压应力的关系曲线图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细说明。
如图1所示，本发明的一种减小温度影响的巴克豪森应力检测方法，采用传感器进行巴克豪森应力检测，其特征在于包括以下步骤：
步骤一、检测出当传感器磁轭与被检测材料平行时巴克豪森信号的均方根值，即为横向均方根值；图2所示为本发明所述方法检测中的传感器横向放置示意图。
步骤二、所述的横向均方根测量结束后，检测出当传感器磁轭与被检测材料垂直时巴克豪森信号的均方根值，即为纵向均方根值；
所述的均方根值RMS的求取公式为：
其中，其中，横向RMS：表示传感器磁轭与被检测材料平行时测得巴克豪森(MBN)信号的均方根值，单位为V；
纵向RMS：表示传感器磁轭与被检测材料垂直时测得MBN信号的均方根值，单位为V；
横纵比：表示横向RMS与纵向RMS的比值，即横纵比＝横向RMS/纵向RMS。
步骤三、运算求出横向均方根与纵向均方根的比值，即横纵比；
步骤四、通过标准应力的加载实验得到横纵比与应力的对应关系，并通过线性拟合得出特征值-应力的标定曲线及标定方程；
步骤五、获取所述横纵比的随机测量误差及拟合误差；
步骤六、根据检测得的横纵比，带入所述标定方程中，求出应力值。
在所述步骤三中，所述的横纵比按以下方式一获取：
(1)单次测量横向均方根值；
(2)单次测量同一位置的纵向均方根值；
(3)横向均方根除以纵向均方根值求出横纵比。
从实验中得出，采用上述方式一的应力检测精度为±24Mpa。
在所述步骤三中，所述的横纵比按以下方式二获取：
(1)多次测量横向均方根值，并求平均值；
(2)多次测量纵向均方根值，并求平均值；
(3)横向均方根的平均值除以纵向均方根的平均值，求出横纵比；
(4)重复上述(1)至(3)的操作，将多个横纵比求平均后得出横纵比。
从实验中得出，采用上述方式二的应力检测精度为±13Mpa。
在所述步骤四中，所述的通过线性拟合得出标定方程为：
Y＝-0.0025X+0.6336
式中，X表示应力值，Y表示横纵比，得出：横纵比每变化0.01，应力值变化为±4Mpa。
在所述步骤五中，所述的获取所述的横纵比的随机测量误差及拟合误差的过程分别是：
随机测量误差：通过对同一点多次测量实验，估算出通过所述的横纵比检测仪器的测量误差范围在±5Mpa。
拟合误差：通过所述的标定方程求出的应力值与实际实验中加载的拉压应力值进行比较，获得横纵比标定方程测应力的拟合误差为±6Mpa左右。
在完成横纵比特征值的设计后，需要对应力进行标定。因此实验采用在被检测材料自由状态下进行拉应力、压应力加载。下表1为标定实验的应力加载实验数据，被检测材料选用钢轨。
表1、标定实验数据
结合表中数据可通过线性拟合方式得到钢轨拉、压应力与横纵比的对应关系，如图4所示。
Claims (2)
1.一种减小温度影响的巴克豪森应力检测方法，采用传感器进行巴克豪森应力检测，其特征在于包括以下步骤：
步骤一、检测出当传感器磁轭与被检测材料平行时巴克豪森信号的均方根值，即为横向均方根值；
步骤二、检测出当传感器磁轭与被检测材料垂直时巴克豪森信号的均方根值，即为纵向均方根值；
步骤三、运算求出横向均方根与纵向均方根的比值，即横纵比；所述的横纵比按以下方式获取：
(1)单次测量横向均方根值；
(2)单次测量同一位置的纵向均方根值；
(3)横向均方根除以纵向均方根值求出横纵比；
步骤四、通过标准应力的加载实验得到横纵比与应力的对应关系，并通过线性拟合得出特征值-应力的标定曲线及标定方程；所述的通过线性拟合得出标定方程为：
Y＝-0.0025X+0.6336
式中，X表示应力值，Y表示横纵比，得出：横纵比每变化0.01，应力值变化为±4Mpa；
步骤五、获取所述横纵比的随机测量误差及拟合误差；所述的获取所述的横纵比的随机测量误差及拟合误差的过程分别是：
随机测量误差：通过对同一点多次测量实验，估算出通过所述的横纵比检测仪器的测量误差范围；
拟合误差：通过所述的标定方程求出的应力值与实际实验中加载的拉压应力值进行比较，获得横纵比标定方程测应力的拟合误差；
步骤六、根据检测得出的横纵比，带入所述标定方程中，求出应力值。
2.根据权利要求1所述的一种减小温度影响的巴克豪森应力检测方法，其特征在于：在所述步骤三中，所述的横纵比按以下方式获取：
(1)多次测量横向均方根值，并求平均值；
(2)多次测量纵向均方根值，并求平均值；
(3)横向均方根的平均值除以纵向均方根的平均值，求出横纵比；
(4)重复上述(1)至(3)的操作，将多个横纵比求平均后得出横纵比。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510163048.9A CN104819795B (zh) | 2015-04-07 | 2015-04-07 | 一种减小温度影响的巴克豪森应力检测方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510163048.9A CN104819795B (zh) | 2015-04-07 | 2015-04-07 | 一种减小温度影响的巴克豪森应力检测方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN104819795A CN104819795A (zh) | 2015-08-05 |
| CN104819795B true CN104819795B (zh) | 2017-05-24 |
Family
ID=53730155
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201510163048.9A Expired - Fee Related CN104819795B (zh) | 2015-04-07 | 2015-04-07 | 一种减小温度影响的巴克豪森应力检测方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN104819795B (zh) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111521310A (zh) * | 2019-02-02 | 2020-08-11 | 中国特种设备检测研究院 | 铁磁性材料残余应力、消残效果的确定方法及系统 |
| CN111964817B (zh) * | 2020-07-08 | 2022-04-29 | 中国特种设备检测研究院 | 基于磁巴克豪森噪声的平面应力确定方法及装置 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02145935A (ja) * | 1988-11-28 | 1990-06-05 | Komatsu Ltd | トルク検出装置 |
| CN1187584C (zh) * | 2002-01-16 | 2005-02-02 | 石油大学(北京) | 油水井套管应力检测探头以及探测仪器 |
| CN102645298A (zh) * | 2012-04-06 | 2012-08-22 | 南京航空航天大学 | 带有温度修正作用的巴克豪森应力检测方法 |
| CN103868983B (zh) * | 2014-02-27 | 2016-08-17 | 南京航空航天大学 | 一种改进型巴克豪森噪声信号检测装置 |
-
2015
- 2015-04-07 CN CN201510163048.9A patent/CN104819795B/zh not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN104819795A (zh) | 2015-08-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20090192730A1 (en) | Damage Detection Apparatus, Damage Detection Method and Recording Medium | |
| CN103234488B (zh) | 一种厚度及平行度智能检测装置 | |
| CN101122578A (zh) | 铁磁性金属构件疲劳裂纹和应力集中的磁记忆检测方法 | |
| EP1986066A3 (en) | Combined-information processing apparatus, method for processing combined-information, program, and recording medium | |
| CN105572152B (zh) | 一种复合材料x射线成像灵敏度的替代性测定方法 | |
| CN104819795B (zh) | 一种减小温度影响的巴克豪森应力检测方法 | |
| CN206160911U (zh) | 一种用于零件中心孔深度的测量装置 | |
| CN203385347U (zh) | 一种轴类台阶尺寸检具 | |
| CN110646119B (zh) | 一种超声波测量轧制金属材料表面应力张量的方法 | |
| CN102116763B (zh) | 超声波测声速用于判定球铁铸件本体球化率 | |
| CN105651862A (zh) | 一种利用兰姆导波对复合材料进行损伤检测的装置和方法 | |
| CN112083059A (zh) | 一种滤除钢轨顶面提离干扰的方法 | |
| CN105319444A (zh) | 一种导电材料电导率均匀程度评估方法 | |
| CN113671018B (zh) | 一种用于抑制钢轨漏磁检测提离干扰的滤波方法 | |
| CN103822599A (zh) | 复合材料层压结构件脉冲反射测厚法 | |
| CN105783628A (zh) | 螺纹孔检测量规及检测装置 | |
| CN204128452U (zh) | 割草机铝盘中心轴跳动公差检验工具 | |
| CN207662328U (zh) | 一种活塞杆直线度检测装置 | |
| CN205175296U (zh) | 一种快速检验汽车u型螺栓高低脚的工装 | |
| CN108375336B (zh) | 车轮踏面参数智能检测仪校准方法及装置 | |
| CN201715990U (zh) | 硅圆锭斜面测试仪 | |
| CN206362306U (zh) | 一种叶片锻件卧式检测装置 | |
| CN103968974B (zh) | 一种带涂层铁磁性金属工件非破坏应力定量检测方法 | |
| CN104614444A (zh) | 一种提高电磁超声检测精度的方法 | |
| CN110082233A (zh) | 一种用于18Cr2Ni4WA钢加工紧固件布氏硬度的预检测方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| EXSB | Decision made by sipo to initiate substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20170524 Termination date: 20200407 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |