劉志峰 費(fèi)志洋 黃海鴻 錢(qián)正春

合肥工業(yè)大學(xué)綠色設(shè)計(jì)與制造工程研究所，合肥，230009

0 引言

無(wú)損檢測(cè)技術(shù)在不損傷被檢測(cè)對(duì)象的條件下，利用材料因內(nèi)部結(jié)構(gòu)異?；虼嬖谌毕荻鸬膶?duì)熱、聲、光、電、磁等反應(yīng)的變化，來(lái)探測(cè)其表面或內(nèi)部缺陷［1］。金屬磁記憶技術(shù)（MMM）作為磁性無(wú)損檢測(cè)的一種［2］，能夠?qū)﹁F磁性材料的微裂紋和早期損傷進(jìn)行檢測(cè)和評(píng)估，得到了研究人員的廣泛關(guān)注［3］。

金屬磁記憶的原理是對(duì)自發(fā)漏磁場(chǎng)進(jìn)行分析，而這種自發(fā)漏磁場(chǎng)是由材料的應(yīng)力集中、組織結(jié)構(gòu)不完整和不均勻引起的［4］，主要物理效應(yīng)為磁機(jī)械效應(yīng)和磁彈性效應(yīng)［5］。金屬磁記憶實(shí)質(zhì)上是一種在地磁場(chǎng)激勵(lì)作用下的力磁耦合效應(yīng)，采集到的是一種弱磁信號(hào)，因此它易受到鐵磁材料本身的化學(xué)成分、試件尺寸、缺口形狀、表面處理工藝和環(huán)境磁場(chǎng)等多種因素的干擾［6］。文獻(xiàn)［7］的研究表明，磁記憶試驗(yàn)得到不同結(jié)果的原因可能是弱磁信號(hào)極易受到環(huán)境磁場(chǎng)的干擾。文獻(xiàn)［8-10］的研究表明，應(yīng)力與磁記憶信號(hào)之間的關(guān)系是復(fù)雜多變的。文獻(xiàn)［11］的研究表明，環(huán)境磁場(chǎng)作為激勵(lì)磁場(chǎng)在力磁耦合作用中起到了重要作用，即使應(yīng)力分布狀況相同，不同的環(huán)境磁場(chǎng)中測(cè)量的結(jié)果也不相同，甚至環(huán)境磁場(chǎng)的影響程度比應(yīng)力的影響程度還要大，且環(huán)境激勵(lì)磁場(chǎng)對(duì)磁記憶信號(hào)的具體影響機(jī)制尚不明確［12］。此外，外加激勵(lì)磁場(chǎng)還可用作磁記憶信號(hào)的放大與噪聲的消除［10］。

近些年，金屬磁記憶檢測(cè)技術(shù)被廣泛運(yùn)用于各類(lèi)環(huán)境及工況下的損傷檢測(cè)［13］，如對(duì)電站中渦輪汽輪機(jī)葉片和在役火力發(fā)電組中的焊件檢測(cè)［14］，但在實(shí)際工程環(huán)境中，其檢測(cè)的可靠性以及環(huán)境激勵(lì)磁場(chǎng)對(duì)檢測(cè)結(jié)果精確度的影響成為重要問(wèn)題。此外，隨著磁場(chǎng)控制技術(shù)的發(fā)展，磁場(chǎng)輔助加工作為一種能量場(chǎng)加工技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用，具有很好的應(yīng)用前景［15］，比如，可使用靜態(tài)磁場(chǎng)對(duì)鋼材進(jìn)行熱處理來(lái)提升其疲勞強(qiáng)度［16］，焊接時(shí)通過(guò)施加外加輔助磁場(chǎng)來(lái)改善焊縫區(qū)域的顯微組織并提升焊接材料的拉伸性能［17］。對(duì)這些輔助磁場(chǎng)下加工的材料進(jìn)行電磁無(wú)損檢測(cè)時(shí)，需要明確的力磁耦合作用機(jī)制作為指導(dǎo)。

與漏磁檢測(cè)的不同在于：磁記憶技術(shù)不需要專(zhuān)門(mén)的磁化處理過(guò)程。漏磁檢測(cè)是“激勵(lì)+檢測(cè)”的模式，需磁化處理后才能由檢測(cè)單元拾取信息，且其激勵(lì)磁化強(qiáng)度往往是環(huán)境磁場(chǎng)強(qiáng)度的幾十倍甚至上百倍［18］。本研究中的勵(lì)磁強(qiáng)度遠(yuǎn)小于漏磁檢測(cè)中的磁化強(qiáng)度，強(qiáng)調(diào)的是一定的環(huán)境磁場(chǎng)對(duì)力磁耦合的影響。文獻(xiàn)［11］在一定應(yīng)力水平下逐漸增大激勵(lì)磁場(chǎng)強(qiáng)度并測(cè)量磁信號(hào)，發(fā)現(xiàn)應(yīng)力不變，隨著勵(lì)磁強(qiáng)度的增大，磁信號(hào)強(qiáng)度也在變大，但限于檢測(cè)設(shè)備的因素，針對(duì)激勵(lì)磁場(chǎng)對(duì)力磁耦合的具體作用機(jī)制沒(méi)有進(jìn)行深入研究。

為了探明影響機(jī)制，本文從理論上對(duì)磁導(dǎo)率與應(yīng)力及環(huán)境磁場(chǎng)的變化關(guān)系進(jìn)行了探究，計(jì)算了外加激勵(lì)磁場(chǎng)下力磁耦合作用下與力和磁單獨(dú)作用下的表面磁場(chǎng)強(qiáng)度之間的關(guān)系。同時(shí)進(jìn)行了對(duì)照試驗(yàn)，分析了不同力、磁場(chǎng)作用后試樣表面磁記憶信號(hào)切向分量及與理論部分對(duì)應(yīng)的關(guān)系，設(shè)計(jì)了一定勵(lì)磁強(qiáng)度下逐漸增大應(yīng)力水平的試驗(yàn)，對(duì)詳細(xì)的作用機(jī)制進(jìn)行了深入研究，并采用正交試驗(yàn)對(duì)激勵(lì)磁場(chǎng)與應(yīng)力對(duì)磁信號(hào)的交互耦合作用及兩因素分別對(duì)信號(hào)影響的顯著性進(jìn)行驗(yàn)證。

1 理論分析

磁導(dǎo)率作為一種表征磁介質(zhì)磁性的物理量，與磁感應(yīng)強(qiáng)度有著密切的關(guān)系，由磁導(dǎo)率定義可知：

式中，μ為磁導(dǎo)率；B為磁感應(yīng)強(qiáng)度；H為環(huán)境磁場(chǎng)強(qiáng)度［19］。

根據(jù)研究，磁導(dǎo)率 μ與拉應(yīng)力σ和環(huán)境磁場(chǎng)強(qiáng)度等因素有如下函數(shù)關(guān)系：

式中，μT為與溫度T相關(guān)的初始磁導(dǎo)率；b為與材料特性相關(guān)的常數(shù)；a0、a1、m 、n為與應(yīng)力有關(guān)的系數(shù)［7，10］。

由式（2）可知，磁導(dǎo)率和拉應(yīng)力之間是非線性關(guān)系，包括冪函數(shù)與指數(shù)函數(shù)，并且磁導(dǎo)率增速較快；當(dāng)應(yīng)力上升時(shí)，鐵磁體會(huì)因此變得易于磁化［7］。根據(jù)式（1）、式（2）分別計(jì)算僅受力、僅受磁與受力磁耦合作用時(shí)的材料表面磁感應(yīng)強(qiáng)度：

其中，H1為激勵(lì)磁場(chǎng)強(qiáng)度。設(shè) H1=NH0，H0為地磁強(qiáng)度，N≥1，則激勵(lì)磁場(chǎng)與應(yīng)力對(duì)材料表面磁場(chǎng)強(qiáng)度的耦合作用可表示為

從而可得到ΔB關(guān)于應(yīng)力σ和環(huán)境磁場(chǎng)強(qiáng)度H的函數(shù)關(guān)系：

對(duì) f(σ，H)求關(guān)于應(yīng)力σ的偏導(dǎo)數(shù)，整理可得

由式（2）和式（8）可知 f˙(σ，H)≥0 ，ΔB 隨拉應(yīng)力的增大而增大。根據(jù)磁學(xué)及磁性材料理論可知，金屬磁記憶檢測(cè)技術(shù)測(cè)得的材料表面磁記憶信號(hào)切向分量Hp(x)實(shí)際上是其磁感應(yīng)強(qiáng)度B的一種體現(xiàn)形式，因此ΔH為

式中，Hp3(x)、Hp2(x)、Hp1(x)分別為與 B1、B2、B3對(duì)應(yīng)的磁記憶信號(hào)切向分量。

由式（9）和式（8）可知，材料表面的磁場(chǎng)強(qiáng)度ΔH也會(huì)隨著拉應(yīng)力增大而增大，因此在激勵(lì)磁場(chǎng)不變的情況下，激勵(lì)磁場(chǎng)對(duì)磁性材料磁化的影響程度會(huì)隨著應(yīng)力的增大而增大。

2 試驗(yàn)

2.1 試驗(yàn)準(zhǔn)備

45鋼為優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)中碳鋼，有良好的綜合力學(xué)性能（常用于制造齒輪、套筒、軸類(lèi)零件等機(jī)械結(jié)構(gòu)），應(yīng)用廣泛，因此選為本研究試驗(yàn)材料，其屈服強(qiáng)度約為355 MPa，抗拉強(qiáng)度約為600 MPa。試件結(jié)構(gòu)尺寸如圖1所示，共制備3件，編號(hào)分別為1～3，磁記憶檢測(cè)線為圖1中所示的虛線，檢測(cè)步長(zhǎng)為80 mm，傳感器每向前移動(dòng)1 mm即采集一個(gè)數(shù)據(jù)，共采集80個(gè)點(diǎn)，形成磁記憶變化曲線。均勻磁場(chǎng)由亥姆霍茲線圈產(chǎn)生，它由一對(duì)相同的載流圓線圈平行且共軸組成，兩個(gè)載流線圈的總磁場(chǎng)在軸的中點(diǎn)附近形成均勻的磁場(chǎng)，磁場(chǎng)強(qiáng)度可以通過(guò)控制直流電流進(jìn)行調(diào)節(jié)。

圖1 試樣結(jié)構(gòu)尺寸及檢測(cè)線位置Fig.1 Specimen structure size and test line position

2.2 試驗(yàn)步驟

使用TC-2型交流退磁器對(duì)試驗(yàn)試樣進(jìn)行退磁處理，使用俄羅斯動(dòng)力診斷公司的TSC-2M-8型磁記憶檢測(cè)儀沿檢測(cè)線采集退磁后的初始磁記憶信號(hào)。

3件試樣的試驗(yàn)參數(shù)如表1所示。1號(hào)試樣裝夾至液壓拉伸試驗(yàn)機(jī)（A端夾在上部），在給定條件下進(jìn)行靜載拉伸試驗(yàn)，如圖2a所示；拉伸載荷由100 MPa起，試驗(yàn)中采取50 MPa的加載梯度，拉伸速度為5 kN/min，加載至預(yù)定載荷后停機(jī)，卸載取下試件，進(jìn)行離線檢測(cè)；當(dāng)重新加載至預(yù)定更高的載荷時(shí)，重復(fù)以上操作，直至斷裂。2號(hào)試樣放置于亥姆霍茲線圈中進(jìn)行磁化處理（A端在上），勵(lì)磁強(qiáng)度H2為1 000 A/m，如圖2b所示，磁化后由線圈內(nèi)取出后使用檢測(cè)儀進(jìn)行離線檢測(cè)。3號(hào)試樣裝夾至液壓拉伸試驗(yàn)機(jī)，同時(shí)將試樣置于勵(lì)磁線圈中，如圖2c所示，再重復(fù)1號(hào)試樣的拉伸試驗(yàn)步驟。

表1 試驗(yàn)參數(shù)Tab.1 Experimental parameters

3 結(jié)果分析

3.1 勵(lì)磁H2磁化處理后的磁記憶信號(hào)

圖2 試驗(yàn)示意圖Fig.2 Experimental schematic

初始磁記憶信號(hào)與H2磁場(chǎng)環(huán)境中磁化后的試樣表面磁記憶信號(hào)對(duì)比如圖3所示。由圖3a可知，在磁場(chǎng)H2作用下試樣整體磁化程度變強(qiáng)，缺陷部位產(chǎn)生畸變磁場(chǎng)，切向分量出現(xiàn)明顯峰值。在外加磁場(chǎng)作用下，磁矩與外場(chǎng)相同或相近的磁疇區(qū)域會(huì)向外擴(kuò)展與增大；當(dāng)材料存在缺陷時(shí)，由于缺陷對(duì)疇壁形成釘扎作用，在缺陷邊緣附近導(dǎo)致磁荷聚集，從而產(chǎn)生了畸變磁場(chǎng)。由圖3b可知，初始法向磁記憶信號(hào)與磁化后的法向磁記憶信號(hào)Hp(y)僅在斜率上發(fā)生了變化，無(wú)峰值出現(xiàn)，根據(jù)磁機(jī)械效應(yīng)可知，施加載荷后的法向磁記憶信號(hào)Hp(y)與磁化后信號(hào)類(lèi)似，無(wú)明顯的畸變特征，且外加激勵(lì)磁場(chǎng)僅改變其斜率與磁化程度［15］，因此下文僅針對(duì)切向磁記憶信號(hào)Hp(x)進(jìn)行討論。

圖3 初始磁記憶信號(hào)與磁化后的磁記憶信號(hào)Fig.3 The initial magnetic memory signal and the magnetized magnetic memory signal

3.2 地磁H1與勵(lì)磁H2磁場(chǎng)中拉伸后的切向磁記憶信號(hào)

圖4a所示是在地磁H1與勵(lì)磁H2磁場(chǎng)中進(jìn)行靜載拉伸試驗(yàn)，試樣頸縮之前沿檢測(cè)線測(cè)得的切向磁記憶信號(hào)，空心與實(shí)心點(diǎn)線分別為Hp1(x)與Hp3(x)。由圖4a可知，Hp1(x)的整體幅值隨應(yīng)力 p的增大而增大，在缺陷部位附近產(chǎn)生峰值。在力的作用下，試樣首先發(fā)生彈性變形，內(nèi)部晶體結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，隨著載荷的增大，試樣發(fā)生塑性變形，應(yīng)力增大，并促使內(nèi)部磁疇結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。Hp3(x)曲線不僅整體幅值大于Hp1(x)，而且波峰也更加明顯，具有較強(qiáng)的畸變磁場(chǎng)。以上各變化均在試樣頸縮之前，在這一階段激勵(lì)磁場(chǎng)僅強(qiáng)化了切向磁記憶信號(hào)的幅值與峰值，整體變化趨勢(shì)沒(méi)有發(fā)生改變，而頸縮之后通過(guò)對(duì)比試驗(yàn)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)信號(hào)趨勢(shì)發(fā)生了改變。圖4b所示是試樣頸縮后的切向磁記憶信號(hào)Hp(x)。由圖4b可以看出，在H1磁場(chǎng)中，盡管應(yīng)力增大，但磁記憶信號(hào)相似，數(shù)值波動(dòng)很小，整體趨勢(shì)也與頸縮前的切向磁記憶信號(hào)相似。對(duì)比Hp3(x)與Hp1(x)發(fā)現(xiàn)，在激勵(lì)磁場(chǎng)中隨著應(yīng)力的增大，不僅幅值和峰值發(fā)生了改變，而且整體趨勢(shì)發(fā)生了變化，呈階梯狀上升與下降形式。試樣頸縮后，其截面驟然縮小，導(dǎo)致缺陷部位發(fā)生嚴(yán)重變形，宏觀結(jié)構(gòu)改變，此時(shí)力磁耦合作用較為明顯，同時(shí)外加激勵(lì)磁場(chǎng)又起到了一定放大作用，導(dǎo)致整體趨勢(shì)發(fā)生改變。

圖4 地磁H1與勵(lì)磁H2下頸縮前后的切向磁記憶信號(hào)Fig.4 Tangential magnetic memory signals before and after necking under geomagnetic environmentH1and Excitation environmentH2

由此可知，激勵(lì)磁場(chǎng)對(duì)切向磁記憶信號(hào)Hp(x)的幅值、峰值和整體變化趨勢(shì)均有一定程度的影響，且影響程度與應(yīng)力水平有著一定的關(guān)系。激勵(lì)磁場(chǎng)和應(yīng)力對(duì)磁記憶的影響程度與二者的強(qiáng)度及大小有關(guān)，下文對(duì)激勵(lì)磁場(chǎng)與應(yīng)力的耦合作用作進(jìn)一步分析。

4 討論

圖5所示為在地磁H1與勵(lì)磁H2磁場(chǎng)環(huán)境中拉伸后，各應(yīng)力水平下缺陷部位切向磁記憶信號(hào)最大值 Hp1max(x)、Hp2max(x)及最大值差值ΔHpmax(x)變化曲線。由圖5a可以看出，勵(lì)磁環(huán)境下的Hpmax(x)在各應(yīng)力水平下均大于地磁環(huán)境，且兩種環(huán)境下的最大值Hpmax(x)均隨應(yīng)力增大而增大。ΔHpmax(x)的計(jì)算式為

圖5 Hp max(x)及ΔHp max(x)隨應(yīng)力的變化曲線Fig.5 The variation curve ofHp max(x)andΔHp max(x)with stress

其中，Hp1max(x)與 Hp3max(x)分別為 H1與 H2磁場(chǎng)中拉伸后各應(yīng)力水平下缺陷部位附近的切向磁記憶信號(hào)最大值，而 Hp2max(x)為在激勵(lì)磁場(chǎng) H2中作磁化處理后缺陷部位附近的切向磁記憶信號(hào)最大值。由此可認(rèn)為差值ΔHpmax(x)在一定程度上可代表激勵(lì)磁場(chǎng)與應(yīng)力耦合所產(chǎn)生的結(jié)果。由圖5b可知，激勵(lì)磁場(chǎng)對(duì)切向信號(hào)最大值Hpmax(x)的作用隨著應(yīng)力增大而增大。為了進(jìn)一步探究激勵(lì)磁場(chǎng)與應(yīng)力的耦合對(duì)切向磁記憶信號(hào)Hp(x)的作用機(jī)制，下面對(duì)切向信號(hào)的整體變化規(guī)律進(jìn)行討論分析。

圖6為頸縮前后ΔH的變化曲線，其中同等應(yīng)力水平下ΔH的計(jì)算式為

由分析可認(rèn)為ΔH可代表同等應(yīng)力水平下激勵(lì)磁場(chǎng)與應(yīng)力對(duì)切向磁記憶信號(hào)的耦合作用。由圖6可知，ΔH值并非為零，這說(shuō)明，應(yīng)力與激勵(lì)磁場(chǎng)對(duì)切向磁記憶信號(hào)的共同作用并非是單純的累加關(guān)系，而是存在著一定的耦合關(guān)系。在頸縮前，盡管整體磁場(chǎng)強(qiáng)度水平相差較小，但隨著應(yīng)力水平的增大，ΔH依然會(huì)逐漸增大，而且在缺陷部位作用明顯；在頸縮后，在缺陷部位兩側(cè)出現(xiàn)了另外兩個(gè)波峰，這是由于宏觀結(jié)構(gòu)發(fā)生較大的改變，試樣表面漏磁場(chǎng)強(qiáng)度激變，以致整體的變化趨勢(shì)發(fā)生改變。ΔH的均值隨應(yīng)力的變化曲線可在一定程度上代表力磁耦合作用隨應(yīng)力變化而變化的趨勢(shì)。

圖6 頸縮前后階段ΔH的變化曲線Fig.6 The curve of the signalsΔHbefore and after necking

圖7為圖6a中各應(yīng)力水平下ΔH的均值ΔHa隨應(yīng)力變化的變化曲線，同等應(yīng)力水平下的ΔHa計(jì)算式為

式中，ΔH80為80個(gè)采集點(diǎn)的數(shù)值之和。

圖7 H2與H1環(huán)境下ΔHa變化曲線Fig.7 The curve ofΔHaunderH2andH1

由圖7可以看出，在頸縮現(xiàn)象發(fā)生前ΔHa隨著應(yīng)力的增大而緩慢增大，當(dāng)頸縮現(xiàn)象發(fā)生后ΔHa激增。雖因試驗(yàn)精確度和環(huán)境影響而產(chǎn)生了一定的波動(dòng)，但從圖7中可以看出ΔHa與應(yīng)力之間的遞增關(guān)系大致可分為兩個(gè)階段。第一階段為波動(dòng)緩慢上升，第二階段為迅速上升，存在著類(lèi)似于指數(shù)函數(shù)遞增形式的關(guān)系，且這種變化關(guān)系比ΔHpmax(x)與應(yīng)力之間的關(guān)系更加密切，這是由于最大值受到環(huán)境及試驗(yàn)精度的影響，而ΔHa作為均值具有對(duì)整體磁化水平更好的表達(dá)能力，進(jìn)一步說(shuō)明激勵(lì)磁場(chǎng)對(duì)磁記憶信號(hào)的強(qiáng)化作用會(huì)隨著應(yīng)力的增大而增大。對(duì)ΔHa隨應(yīng)力的變化曲線進(jìn)行線性模擬，與指數(shù)函數(shù)的線性相關(guān)度R2=0.932 05，擬合函數(shù)如下：

為了確保試驗(yàn)結(jié)論的準(zhǔn)確性和可重復(fù)性，將激勵(lì)磁場(chǎng)強(qiáng)度由 H2調(diào)至 H3（500 A/m磁場(chǎng)環(huán)境）、H4（750 A/m磁場(chǎng)環(huán)境）進(jìn)行重復(fù)試驗(yàn)，分別得到ΔHa關(guān)于應(yīng)力的變化曲線，如圖8所示，與1 000 A/m下試驗(yàn)結(jié)果類(lèi)似，ΔHa的變化也分為緩慢和快速上升兩個(gè)階段，類(lèi)似于指數(shù)函數(shù)遞增形式，擬合方程分別如下：

圖8 不同勵(lì)磁環(huán)境下ΔHa曲線的變化Fig.8 The curves ofΔHaunder different excitation environment

擬合函數(shù)的相關(guān)系數(shù)分別為：R3=0.970 42，R4=0.955 59。與式（13）對(duì)比可知，在其他試驗(yàn)條件不變的情況下，擬合函數(shù)的各系數(shù)值僅與激勵(lì)磁場(chǎng)的強(qiáng)度有關(guān)。由此，在一定強(qiáng)度的勵(lì)磁環(huán)境下ΔHa的值可以較為準(zhǔn)確地代表激勵(lì)磁場(chǎng)對(duì)力磁耦合作用的影響程度。

此外，為了嚴(yán)密證明激勵(lì)磁場(chǎng)和應(yīng)力對(duì)磁記憶信號(hào)具有交互耦合作用，本文設(shè)計(jì)了正交交互試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。試驗(yàn)具有三個(gè)因素，分別為應(yīng)力因素A、激勵(lì)磁場(chǎng)因素B、應(yīng)力與激勵(lì)磁場(chǎng)的交互作用A×B，因素A取150 MPa、300 MPa、450 MPa與600 MPa四個(gè)水平，因素B取地磁強(qiáng)度、500 A/m、1 000 A/m三個(gè)水平，采用有重復(fù)兩因素方差分析法（該方法可在一定程度上消除試驗(yàn)及系統(tǒng)的誤差），以測(cè)得的磁記憶信號(hào)切向分量Hp(x)的均值Hpa(x)（即檢測(cè)線上80個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)切向分量的均值）為指標(biāo)進(jìn)行分析。數(shù)據(jù)處理如表2所示。其中，a為因素A的水平級(jí)數(shù)，b為因素B的水平級(jí)數(shù)，c為重復(fù)實(shí)驗(yàn)次數(shù)，共2次。

由于極差分析不能估計(jì)試驗(yàn)過(guò)程中以及試驗(yàn)結(jié)果測(cè)定中必然存在的誤差大小，無(wú)法保證分析精度，而方差分析法可將因素水平（或交互作用）的變化所引起的試驗(yàn)結(jié)果間的差異與誤差的波動(dòng)區(qū)分開(kāi)來(lái)，彌補(bǔ)極差分析法的缺陷［20］，故本文采用方差分析法對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。通過(guò)所求出的F和臨界值Fα的比較，判斷各因素的影響程度與顯著性，顯著水平α取0.01。經(jīng)計(jì)算，數(shù)據(jù)和方差分析如表3所示。

表2 數(shù)據(jù)處理表Tab.2 Data processing

由表3可以看出，應(yīng)力與激勵(lì)磁場(chǎng)的交互耦合作用對(duì)磁記憶信號(hào)的影響是顯著的，這說(shuō)明兩者之間具有一定的交互作用。從顯著強(qiáng)度可以看出激勵(lì)磁場(chǎng)對(duì)信號(hào)的影響程度是最大的，這充分說(shuō)明了激勵(lì)磁場(chǎng)會(huì)對(duì)力磁耦合作用起到一定的強(qiáng)化作用，這與上文的分析結(jié)果相吻合。

表3 方差分析表Tab.3 Variance analysis

5 結(jié)語(yǔ)

外加激勵(lì)磁場(chǎng)會(huì)強(qiáng)化切向磁記憶信號(hào)Hp(x)的整體磁化程度，在一定的激勵(lì)磁場(chǎng)中，信號(hào)Hp(x)的整體幅值會(huì)隨著應(yīng)力的增大而增大，且當(dāng)材料產(chǎn)生較大的形變后，它的自發(fā)磁場(chǎng)在變形區(qū)域發(fā)生較大的突變，在勵(lì)磁的放大作用下信號(hào)的整體趨勢(shì)也會(huì)發(fā)生改變。應(yīng)力、勵(lì)磁兩者單獨(dú)作用所得到的切向磁記憶信號(hào)值，其和在數(shù)值上小于兩者耦合作用所得到的信號(hào)值。應(yīng)力與激勵(lì)磁場(chǎng)對(duì)切向磁記憶信號(hào)的耦合作用并非是單純的累加關(guān)系，而是具有一定的交互耦合作用，且在這個(gè)過(guò)程中激勵(lì)磁場(chǎng)對(duì)磁信號(hào)的影響程度是最大的，對(duì)信號(hào)呈類(lèi)似指數(shù)型的強(qiáng)化作用，這種耦合作用可能是不同的激勵(lì)磁場(chǎng)與不同應(yīng)力對(duì)材料的磁導(dǎo)率耦合作用的結(jié)果所造成的。

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（編輯 袁興玲）

作者簡(jiǎn)介：劉志峰，男，1963年生，教授、博士研究生導(dǎo)師。研究方向?yàn)闄C(jī)電產(chǎn)品綠色設(shè)計(jì)理論與方法、綠色制造工藝技術(shù)、先進(jìn)制造技術(shù)等。獲國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)1項(xiàng)、中國(guó)機(jī)械工業(yè)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)1項(xiàng)。出版專(zhuān)著8部，發(fā)表論文150余篇。E-mail：zhfliuhfut@126.com。黃海鴻（通信作者），男，1980年生，教授、博士研究生導(dǎo)師。研究方向?yàn)榫G色制造、再制造與回收再資源化、無(wú)損檢測(cè)等。獲省級(jí)科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)、二等獎(jiǎng)各1項(xiàng)。獲發(fā)明專(zhuān)利13項(xiàng)，發(fā)表論文100余篇。E-mail：huanghaihong@hfut.edu.cn。