仪器仪表学报

作者：刘 珊，陈 乾，马金玉，曾周末，黄新敬

单位：刘 珊,1. 天津大学精密测试技术及仪器全国重点实验室，2. 北华航天工业学院机电工程学院,,陈 乾,1. 天津大学精密测试技术及仪器全国重点实验室,,马金玉,1. 天津大学精密测试技术及仪器全国重点实验室,,曾周末,1. 天津大学精密测试技术及仪器全国重点实验室,,黄新敬,1. 天津大学精密测试技术及仪器全国重点实验室,

关键词：强磁化;弱交流磁化;应力测量;磁场;磁弹效应

基金：国家自然科学基金 ( 62073233)、天津市自然基金 ( 21JCQNJC00690)、 河北省教育厅高等学校科学研究项目 ( QN2020179,ZC2021004)资助

提出一种提高基于磁弹效应的钢板应力测量灵敏度和一致性的方法。从力磁耦合理论模型出发,分析强磁化和弱交流磁化对力磁耦合所起的作用:强磁化能通过降低初始磁导率和统一力磁耦合参数,提高应力测量的灵敏度及一致性;弱交流磁化提供小幅振荡磁场,能有效消除干扰磁场影响。开展了基于磁弹法的钢板应力测量有限元仿真研究,表明当初始相对磁导率较低时,应力作用下的钢板法向磁感应强度变化率较大,即应力测量灵敏度较高。开展了不同强磁化条件下不同厚度钢板的拉伸试验,测量其法向磁感应强度变化。实验结果表明:与未磁化相比,强磁化后钢板应力测量灵敏度有数十倍提升,一致性有数倍至百倍提高。其中,3mm厚度钢板采用单磁铁移动磁化方式的应力测量灵敏度和一致性参数提高至1.665mGs/MPa和2%;5mm厚度钢板采用双磁移动磁化方式的应力测量灵敏度提高至1.41mGs/MPa,采用单磁铁移动磁化方式的一致性参数提高至0.2%;7mm厚度钢板采用双磁铁移动磁化方式的应力测量灵敏度和一致性参数提高至1.2mGs/MPa和1.8%。

来源：2023年第10期

《仪器仪表学报》期刊编辑部

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