CN113297538A - 一种非铁磁性材料应力损伤监测方法、装置和计算机设备 - Google Patents

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CN113297538A CN202110639972.5A CN202110639972A CN113297538A CN 113297538 A CN113297538 A CN 113297538A CN 202110639972 A CN202110639972 A CN 202110639972A CN 113297538 A CN113297538 A CN 113297538A
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Abstract

本发明公开了一种非铁磁性材料应力损伤监测方法、装置和计算机设备，该方法包括：获取施加外部拉伸应力的非铁磁性材料表面的磁感应强度；将磁感应强度带入位错‑磁感应强度函数，确定位错密度；分析整个拉伸应力损伤过程中的位错密度，确定非铁磁性材料应力损伤状态。本发明构建位错‑磁感应强度模型，将黄铜表面所监测到的磁感应强度的变化作为材料内部应力损伤状态的监测量，利用所构建起的位错‑磁感应强度模型，根据监测所得的磁感应强度变化即可对黄铜的拉伸应力损伤状态进行判断，同时对于常规监测系统难以监测到的复杂结构件应力损伤过程，也可实现在线监测并对材料内部微观结构进行准确判断。

Description

一种非铁磁性材料应力损伤监测方法、装置和计算机设备
技术领域
本发明涉及应力损伤检测领域，特别涉及一种非铁磁性材料应力损伤监测方法、装置和计算机设备。
背景技术
黄铜因其具有优良的耐磨性能和机械性能被广泛应用于核电、枪炮弹壳制造业及船舶零件。但是，黄铜零部件在加工成型过程中通常采用热锻工艺，在热锻过程中H80黄铜材料需要在高温下承受较大的变形，易导致材料成型不稳定、材料表面粗糙、材料内部极易产生晶粒粗大的缺陷。在材料损伤监测的研究中，多集中于利用材料的磁性能对铁磁性材料损伤状态进行判断。但是，由于非铁磁性材料的磁饱和磁化强度低、铁磁性受制备方法影响较大等影响，使得常规无损检测技术在H80黄铜材料的实际工程应用中均具有一定局限性。由于长期处于高载荷高腐蚀环境下，容易产生损伤裂纹，一旦发生断裂或将严重危害生命财产安全。因此，针对H80黄铜材料应力损伤状态判断的不完善，提出一种基于磁感应强度的非铁磁性材料应力损伤状态磁表征方法是一个重要的研究方向。
目前，对于应力损伤状态监测的方法主要有中心钻孔法、X射线法、巴克豪森噪声法和多频激发光谱法(MFES)。虽然这些检测方法对于缺陷都有一定的检出效果，但是往往都存在一些明显的缺点。X射线不适合检测微小复杂的面积型缺陷；巴克豪森噪声法要求被检工件仅限于铁磁性材料且需要外加磁场作用；多频激发光谱法(MFES)对工件进行检测时需要调整激励频率，且由于趋肤效应的限制对于材料内部的应力损伤缺陷很难及时检测出来。此外，由于对材料拉伸应力损伤状态进行更精确的监测可提高对H80黄铜内部微观结构的判断的准确性，因此监测方法的选择很大程度上决定了对试样内部微观结构判断的准确性。
一般来说，对于未形成明显裂纹的早期机械损伤缺陷扩展路径通常伴随着应力叠加，断裂失效是拉伸应力损伤的最终表现形式。仅仅对拉伸断裂状态的微观结构变化进行研究不足以代表对整个拉伸应力损伤过程微观结构的变化状态。目前，对于拉伸应力损伤过程的研究重心集中在拉伸断裂的宏观表现，对于整个拉伸应力损伤阶段的微观结构分析仍存在许多亟待解决的问题；在拉伸应力作用下，应力的叠加通常会引起局部不可逆的损伤，极大的影响了零构件的使用寿命。为了进一步探索一种简洁高效的非铁磁性材料应力损伤状态的监测方法，对拉伸应力损伤状态进行监测和分析就显得尤其重要。
目前，对于应力损伤状态监测的方法，大多集中于利用常规无损检测技术与光学仪器相结合的离线手段。通过搭建具有高分辨率的电子光学分析仪器试验系统，以及能够对应力损伤变化进行原位连续测量的试验方法，来对应力损伤状态进行研究。对于H80黄铜的拉伸应力损伤过程，根据应力-应变曲线可将应力损伤分为弹性变形阶段、加工硬化阶段以及颈缩断裂阶段。各阶段变化前后无明显宏观变化，这使得对材料内部微观结构的判断变得尤其困难。倘若需要获得较为准确的内部微观结构变化状态，需要采用更高分辨率的试验系统，或者更高精度的监测方法。但是二者的结合使得判断效果在数量和质量上都没有明显的优势，通常不适合工程应用。现有的拉伸应力损伤状态监测方法只能对宏观损伤过程进行监测，无法监测到损伤前期应力积累的过程，尤其对于拉伸应力损伤过程中的内部微观结构变化状态情况难以进行判断。
发明内容
基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够解决拉伸应力损伤过程中的内部微观结构变化状态难以判断问题的非铁磁性材料应力损伤监测方法、装置和计算机设备。
本发明实施例提供一种非铁磁性材料应力损伤监测方法，包括：
获取施加外部拉伸应力的非铁磁性材料表面的磁感应强度；
将磁感应强度带入位错-磁感应强度函数，确定位错密度；
通过分析整个拉伸应力损伤过程中位错密度，确定非铁磁性材料应力损伤状态；
其中，所述位错-磁感应强度函数的确定，包括：
建立磁感应强度与主应力之间的关系式；
引入位错概念，建立位错密度与切应力之间的关系式；
建立切应力与主应力之间的关系式；
根据位错密度与切应力之间的关系式、切应力与主应力之间的关系式，确定主应力与位错密度之间的关系式；
根据磁感应强度与主应力之间的关系式、主应力与位错密度之间的关系式，确定磁感应强度与位错密度之间的关系式，即为位错-磁感应强度函数。
在其中一个实施例中，所述磁感应强度与主应力之间的关系式为：
Figure BDA0003106872990000031
其中，σ为主应力，
Figure BDA0003106872990000032
为法向磁感应强度，
Figure BDA0003106872990000033
为轴向磁感应强度，W为材料截面宽度，L0为提离距离，kz为值为ktNd/1-Nd的常数，系数kt与退磁系数Nd只与试样形状有关。
在其中一个实施例中，所述位错密度与切应力之间的关系式为：
Figure BDA0003106872990000034
其中，τ为切应力；G为切变模量；a为强化系数，其值为在0.3～0.6之间的常数；ρ为位错密度。
在其中一个实施例中，所述切应力与主应力之间的关系式为：
Figure BDA0003106872990000035
在其中一个实施例中，所述主应力与位错密度之间的关系式为：
Figure BDA0003106872990000041
在其中一个实施例中，所述主应力与位错密度之间的关系式为：
Figure BDA0003106872990000042
在其中一个实施例中，所述通过分析整个拉伸应力损伤过程中位错密度，确定非铁磁性材料应力损伤状态，包括：
根据位错密度表示位错量
Figure BDA0003106872990000043
其中，L为位错线总长度，V为晶体体积；
根据位错量，确定非铁磁性材料应力损伤状态。
在其中一个实施例中，所述非铁磁性材料应力损伤状态，包括：弹性变形阶段、加工硬化阶段以及颈缩断裂阶段。
一种非铁磁性材料应力损伤监测装置，包括：
高精度测磁传感器，用于获取施加外部拉伸应力的非铁磁性材料表面的磁感应强度；
微磁在线监测设备，
用于将磁感应强度带入位错-磁感应强度函数，确定位错密度；及
用于通过分析整个拉伸应力损伤过程中位错密度，确定非铁磁性材料应力损伤状态；
其中，所述位错-磁感应强度函数，包括：
第一关系式确定单元，用于建立磁感应强度与主应力之间的关系式；
第二关系式确定单元，用于引入位错概念，建立位错密度与切应力之间的关系式；
第三关系式确定单元，用于建立切应力与主应力之间的关系式；
第四关系式确定单元，用于根据位错密度与切应力之间的关系式、切应力与主应力之间的关系式，确定主应力与位错密度之间的关系式；
第五关系式确定单元，用于根据磁感应强度与主应力之间的关系式、主应力与位错密度之间的关系式，确定磁感应强度与位错密度之间的关系式，即为位错-磁感应强度函数。
一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：
获取施加外部拉伸应力的非铁磁性材料表面的磁感应强度；
将磁感应强度带入位错-磁感应强度函数，确定位错密度；
通过分析整个拉伸应力损伤过程中位错密度，确定非铁磁性材料应力损伤状态；
其中，所述位错-磁感应强度函数的确定，包括：
建立磁感应强度与主应力之间的关系式；
引入位错概念，建立位错密度与切应力之间的关系式；
建立切应力与主应力之间的关系式；
根据位错密度与切应力之间的关系式、切应力与主应力之间的关系式，确定主应力与位错密度之间的关系式；
根据磁感应强度与主应力之间的关系式、主应力与位错密度之间的关系式，确定磁感应强度与位错密度之间的关系式，即为位错-磁感应强度函数。
本发明实施例提供的上述非铁磁性材料应力损伤监测方法、装置和计算机设备，与现有技术相比，其有益效果如下：
本发明实施例中，将宏观的力磁耦合效应与适用于微观结构的Zerilli-Armstrong理论结合，构建位错-磁感应强度模型；在不对黄铜自身结构产生破坏的前提下，不需要使用高分辨率的电子光学分析仪器，只需将黄铜表面所监测到的磁感应强度的变化作为材料内部应力损伤状态的监测量，利用所构建起的位错-磁感应强度模型，根据监测所得的磁感应强度变化即可对黄铜的拉伸应力损伤状态进行判断，同时对于常规监测系统难以监测到的复杂结构件应力损伤过程，也可实现在线监测并对材料内部微观结构进行准确判断。
附图说明
图1为一个实施例提供的配备有高精度测磁传感器的微磁在线监测设备；
图2为一个实施例提供的拉伸应变为0％时的H80黄铜在线监测数据图；
图3为一个实施例提供的拉伸应变为0％时的H80黄铜微观结构图；
图4为一个实施例提供的拉伸应变为5％时的H80黄铜在线监测数据图；
图5为一个实施例提供的拉伸应变为5％时的H80黄铜微观结构图；
图6为一个实施例提供的拉伸应变为35％时的H80黄铜在线监测数据图；
图7为一个实施例提供的拉伸应变为35％时的H80黄铜微观结构图；
图8为一个实施例提供的拉伸应变为52％时的H80黄铜在线监测数据图；
图9为一个实施例提供的拉伸应变为52％时的H80黄铜微观结构图；
图10为一个实施例提供的地磁场下H80黄铜在线监测磁感应强度-应力曲线；
图11为一个实施例提供的H80黄铜拉伸应力-应变曲线。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
针对黄铜(以H80黄铜为例)这种非铁磁材料的拉伸断裂过程，尤其在材料和环境的多种限制下，常规无损检测技术在H80黄铜材料的实际工程中均具有一定局限性。应力损伤等多种宏观参数以及内部微观结构变化的状态难以获取，常规的X射线检测对于缺陷大平面和入射光束基本保持平行时，X射线法难以检测出表面缺陷，更无法检测微小复杂的面积型缺陷。此外，X射线检测方法价格高昂，检测效率低，通常需要辅以超声检测方法来对缺陷进行判定。即本发明针对H80黄铜这类非铁磁性材料拉伸应力损伤过程中微观结构变化的判断，将磁参量引入到拉伸应力损伤与微观结构判断的领域中，提出一种基于磁感应强度的非铁磁性材料应力损伤状态磁表征方法，有效的避免复杂的试验系统构建以及监测效率和准确率低的问题，达到对H80黄铜拉伸应力损伤过程和内部微观结构变化准确、实时的判断。具体地：
一个实施例中，提供的一种非铁磁性材料应力损伤监测方法，该方法具体包括：
1、H80黄铜材料表面的磁感应强度关于应力的导数可直观的反应出磁感应强度与应力的变化率之间关系，二者满足以下关系：
Figure BDA0003106872990000071
其中，σ为主应力，
Figure BDA0003106872990000072
为法向磁感应强度，
Figure BDA0003106872990000073
为轴向磁感应强度，W为材料截面宽度，L0为提离距离，kz为值为ktNd/1-Nd的常数，系数kt与退磁系数Nd只与试样形状有关。
2、当H80黄铜收到外部拉伸应力作用时，不同阶段的晶体中都有大量的位错存在。可以通过位错密度来表示晶体中的位错量：
Figure BDA0003106872990000074
其中，ρ为位错密度，L为位错线总长度，V为晶体体积。
3、在材料塑性变形过程中，位错密度与应力的变化基本满足：
Figure BDA0003106872990000075
其中，τ为切应力，G为切变模量，a为强化系数，其值为在0.3～0.6之间的常数。
4、当材料处于单向拉伸应力状态时，切应力τ与主应力σ之间的关系为：
Figure BDA0003106872990000076
联立(3)式和(4)式，化简可以得到主应力与位错密度之间的关系，从而建立微观结构与宏观性能之间的联系：
Figure BDA0003106872990000081
5、当H80黄铜受到拉伸应力作用，微磁检测系统在试验过程中处于稳定运行状态时，假设高精度测磁传感器与H80黄铜表面之间无提离产生，则有L0＝0，那么可以得到：
Figure BDA0003106872990000082
式(6)即为所建立的拉伸应力状态下黄铜材料的位错-磁感应强度函数。当黄铜材料在应力作用下时，其表面磁感应强度B会随着位错密度ρ发生改变，通过分析磁感应强度B便可确定磁感应强度所表征的位错密度，进而可以通过分析B对黄铜材料应力损伤状态进行分析判断。
6、在地磁环境下，H80黄铜材料表面磁感应强度在应力作用下同样会发生改变。在监测过程中，使用高精度测磁传感器来获取磁感应强度值，并通过微磁在线监测设备(图1中①，图1中②为高精度测磁传感器)来处理采集到的磁感应强度数据实现在线监测的过程，同时结合材料的应力-应变曲线进行拟合分析。最终实现利用H80黄铜的磁感应强度值B来实现拉伸应力损伤状态过程的监测与内部微观结构判断分析。
上述方法产生的效果如下：
1、在无需外加充磁激励的地磁场环境下，本发明通过使用高精度测磁传感器扫查获取H80黄铜磁感应强度信号，即可对其拉伸应力损伤状态进行监测以及内部微观结构进行判断，同时有效避免破坏H80黄铜自身结构的完整性，是一种新型的无损监测方法。即，在常规的地磁场环境下可对H80黄铜的拉伸应力损伤过程实施在线监测，无需使用外加充磁作为激励源，提高监测效率，节约监测成本。
2、在监测信息获取方面，本发明提出的利用H80黄铜磁感应强度信号在线监测的方法，使用高精度磁传感器即可获取实时监测数据，避免复杂的试验系统构建，保证了在线监测过程中的实时性与准确性。即，无需针对拉伸应力损伤过程搭建复杂的监测系统，简化监测流程的同时有效的提高了监测数据的有效性，避免数据冗余。通过具有高精度测磁传感器的微磁在线监测设备，即可在保证监测结果准确的前提下，达到对H80黄铜这类非铁磁性材料拉伸应力损伤过程的实时在线监测。同时对监测环境具有普适性。
3、本发明提出的拉伸应力损伤在线监测方法不仅可以对宏观应力损伤状态进行监测，而且可以通过所建立的黄铜材料位错-磁感应强度模型结合监测所得的磁感应强度信号，从而达到对H80黄铜拉伸应力损伤过程中内部微观结构判断的目的。即，在对H80黄铜拉伸应力损伤的在线监测过程中，本发明提出的方法以不对H80黄铜结构产生破坏保持其完整性的前提下，不仅能够反映出H80黄铜拉伸断裂之前的应力损伤情况，而且能够对不同拉伸阶段的内部微观结构进行判断，有效解决了目前光学监测系统对于内部微观结构实时监测复杂的难题，同时为拉伸应力损伤过程中应力损伤状态和内部微观结构提供了新的监测和分析方法。
实施例：
通过对H80黄铜进行多次拉伸力学试验，在试验过程中使用构建的磁感应强度监测方法对H80黄铜的拉伸应力损伤过程进行在线监测，同时为验证所提出在线监测方法和内部微观结构判断方法的有效性和可靠性，在拉伸应力损伤试验中对H80黄铜施加不同大小的拉伸应力并对拉伸断裂过程中的显微组织进行分析，来判断磁感应强度信号随拉伸应力损伤过程的变化情况。
实施例1：
从图2可以看出，当拉伸应变为0％即初始状态时，监测到的H80黄铜磁感应强度信号近似为平滑的曲线，磁感应强度变化在30nT范围内浮动，信号值均处于正常范围。从图3可以看出黄铜由白色基底的α-Cu和少量黑色链条状的β-Cu组成，且存在少量位错，位错密度在106～108个/cm2，未出现能够导致缺陷的位错。
实施例2：
从图4可以看出，当拉伸应变为5％时，监测到的H80黄铜磁感应强度值与拉伸应变为0％时变化不明显。从图5中可以看出，位错出现增殖现象，部分位错互相交叉，少量呈细长直线型。位错的结构由孤立状态发展为位错缠结。
实施例3：
从图6可以看出，信号总体随着拉伸应力的增大而呈现下降趋势，除了呈现下降趋势之外还伴随着部分的脉冲波动，根据信号波动的变化幅度可知，此信号为试样在拉伸力学性能测试过程中由万能试验机自身引起的磁感应强度变化，后期对信号进行平滑滤波即可消除影响。从图7可以看出，当应变达到35％后，位错密度明显增大，且相互缠结的位错数量增多，位错缠结逐渐形成位错墙。
实施例4：
当应变达到52％时试样发生断裂，从图8可以看出，在区间A内磁感应强度信号仍为脉冲波动，较之前采集到的信号无异。但是，当拉伸应变加载到52％时，试样发生断裂磁感应强度骤降幅度较大，如B区所示。从图9可以看出溶质铜原子不断向晶界聚集，滑移面与滑移方向逐渐趋于拉伸轴线方向。在应变为35～52％这段塑性变形过程中，初期位错的滑移对塑性变形的贡献不大，但是随着应变的不断增加，当位错密度足够大时，由位错运动导致的断裂形成。
在实际应用中，需将磁感应强度信号应用于材料损伤断裂中，因此，如图10所示，将拉伸过程中监测到的磁感应强度信号与应力数值进行拟合，并结合H80黄铜材料拉伸应力-应变曲线进行综合分析。如图11所示，可将曲线分为三个阶段：OA为弹性变形阶段，应变为0～5％；AB为加工硬化阶段，应变为5～48％；BC为颈缩断裂阶段，应变为48～52％。当应力A点时，磁信号仅仅变化了大约200nT；然而在加工硬化阶段即图中AB段，磁感应强度值随着拉伸应力的增大而急剧减小，且应力越大时，磁感应强度值减小得越快；当试样拉伸断裂时磁感应强度值稳定不变。因此，根据地磁场下的磁感应强度-应力曲线可以直接的判断出材料所处的拉伸应力状态。
需要说明的是，位错密度是导致材料应力损伤状态的内部结构变化具体体现，不同程度的应力损伤，位错密度的大小也不同，根据图10(磁感应强度-应力曲线)即可以对判断内部结构进行判断进而判断损伤状态。图11(应力-应变)曲线的形状反应材料在外力作用下发生断裂失效的过程。通过应力-应变曲线可以将应力损伤过程分为弹性变形阶段、加工硬化阶段以及颈缩断裂阶段。不同的阶段的应力损伤程度不一样，位错密度也不一样。此曲线原理上使三个阶段区分更为明显起到对损伤阶段进行判断结果准确性对比的作用。
总之，经过多次重复试验验证，证实本发明所提出的地磁场环境下对H80黄铜拉伸应力损伤状态的在线监测和分析方法具有良好的准确性和有效性。
一个实施例中，提供的一种非铁磁性材料应力损伤监测装置，该装置包括：
高精度测磁传感器，用于获取施加外部拉伸应力的非铁磁性材料表面的磁感应强度；
微磁在线监测设备，
用于将磁感应强度带入位错-磁感应强度函数，确定位错密度；及
用于通过分析整个拉伸应力损伤过程中位错密度，确定非铁磁性材料应力损伤状态；
其中，所述位错-磁感应强度函数的确定，包括：
建立磁感应强度与主应力之间的关系式；
引入位错概念，建立位错密度与切应力之间的关系式；
建立切应力与主应力之间的关系式；
根据位错密度与切应力之间的关系式、切应力与主应力之间的关系式，确定主应力与位错密度之间的关系式；
根据磁感应强度与主应力之间的关系式、主应力与位错密度之间的关系式，确定磁感应强度与位错密度之间的关系式，即为位错-磁感应强度函数。
关于非铁磁性材料应力损伤监测装置的具体限定可以参见上文中对于非铁磁性材料应力损伤监测方法的限定，在此不再赘述。上述非铁磁性材料应力损伤监测装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
一个实施例中，提供的一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现以下步骤：
获取施加外部拉伸应力的非铁磁性材料表面的磁感应强度；
将磁感应强度带入位错-磁感应强度函数，确定位错密度；
通过分析整个拉伸应力损伤过程中位错密度，确定非铁磁性材料应力损伤状态；
其中，所述位错-磁感应强度函数的确定，包括：
建立磁感应强度与主应力之间的关系式；
引入位错概念，建立位错密度与切应力之间的关系式；
建立切应力与主应力之间的关系式；
根据位错密度与切应力之间的关系式、切应力与主应力之间的关系式，确定主应力与位错密度之间的关系式；
根据磁感应强度与主应力之间的关系式、主应力与位错密度之间的关系式，确定磁感应强度与位错密度之间的关系式，即为位错-磁感应强度函数。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、磁带、软盘、闪存或光存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)或外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM可以是多种形式，比如静态随机存取存储器(Static Random Access Memory，SRAM)或动态随机存取存储器(Dynamic Random Access Memory，DRAM)等。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。还有，以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种非铁磁性材料应力损伤监测方法，其特征在于，包括：
获取施加外部拉伸应力的非铁磁性材料表面的磁感应强度；
将磁感应强度带入位错-磁感应强度函数，确定位错密度；
通过分析整个拉伸应力损伤过程中位错密度，确定非铁磁性材料应力损伤状态；
其中，所述位错-磁感应强度函数的确定，包括：
建立磁感应强度与主应力之间的关系式；
引入位错概念，建立位错密度与切应力之间的关系式；
建立切应力与主应力之间的关系式；
根据位错密度与切应力之间的关系式、切应力与主应力之间的关系式，确定主应力与位错密度之间的关系式；
根据磁感应强度与主应力之间的关系式、主应力与位错密度之间的关系式，确定磁感应强度与位错密度之间的关系式，即为位错-磁感应强度函数。
2.如权利要求1所述的非铁磁性材料应力损伤监测方法，其特征在于，所述磁感应强度与主应力之间的关系式为：
Figure FDA0003106872980000011
其中，σ为主应力，
Figure FDA0003106872980000012
为法向磁感应强度，
Figure FDA0003106872980000013
为轴向磁感应强度，W为材料截面宽度，L0为提离距离，kz为值为ktNd/1-Nd的常数，系数kt与退磁系数Nd只与试样形状有关。
3.如权利要求2所述的非铁磁性材料应力损伤监测方法，其特征在于，所述位错密度与切应力之间的关系式为：
Figure FDA0003106872980000014
其中，τ为切应力；G为切变模量；a为强化系数，其值为在0.3～0.6之间的常数；ρ为位错密度。
4.如权利要求3所述的非铁磁性材料应力损伤监测方法，其特征在于，所述切应力与主应力之间的关系式为：
Figure FDA0003106872980000021
5.如权利要求4所述的非铁磁性材料应力损伤监测方法，其特征在于，所述主应力与位错密度之间的关系式为：
Figure FDA0003106872980000022
6.如权利要求5所述的非铁磁性材料应力损伤监测方法，其特征在于，所述主应力与位错密度之间的关系式为：
Figure FDA0003106872980000023
7.如权利要求1所述的非铁磁性材料应力损伤监测方法，其特征在于，所述通过分析整个拉伸应力损伤过程中位错密度，确定非铁磁性材料应力损伤状态，包括：
根据位错密度表示位错量
Figure FDA0003106872980000024
其中，L为位错线总长度，V为晶体体积；
根据位错量，确定非铁磁性材料应力损伤状态。
8.如权利要求7所述的非铁磁性材料应力损伤监测方法，其特征在于，所述非铁磁性材料应力损伤状态，包括：弹性变形阶段、加工硬化阶段以及颈缩断裂阶段。
9.一种非铁磁性材料应力损伤监测装置，其特征在于，包括：
高精度测磁传感器，用于获取施加外部拉伸应力的非铁磁性材料表面的磁感应强度；
微磁在线监测设备，
用于将磁感应强度带入位错-磁感应强度函数，确定位错密度；及
用于通过分析整个拉伸应力损伤过程中位错密度，确定非铁磁性材料应力损伤状态；
其中，所述位错-磁感应强度函数，包括：
第一关系式确定单元，用于建立磁感应强度与主应力之间的关系式；
第二关系式确定单元，用于引入位错概念，建立位错密度与切应力之间的关系式；
第三关系式确定单元，用于建立切应力与主应力之间的关系式；
第四关系式确定单元，用于根据位错密度与切应力之间的关系式、切应力与主应力之间的关系式，确定主应力与位错密度之间的关系式；
第五关系式确定单元，用于根据磁感应强度与主应力之间的关系式、主应力与位错密度之间的关系式，确定磁感应强度与位错密度之间的关系式，即为位错-磁感应强度函数。
10.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1～8中任一项所述的方法的步骤。
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