钢铁材料结构构件工作应力的检测方法及特点

摘 要:应力是钢铁材料结构构件的一个不可忽视的参数,在研究钢铁材料结构构件的属性时十分重要,在钢铁材料的实际应用中也是必不可少的一点,因此我们在这里总结了部分现在主流的钢铁材料结构构件工作应力的检测方法,列出了这些检测方法的原理、优缺点以及应用方向。

关键词:钢铁材料结构;工作应力;检测方法;磁力耦和

1 钢铁材料结构构件工作应力检测方法

现阶段建筑行业的业内人士都非常看重钢铁材料构件的工作应力。但是到现在为止,技术还不够成熟,只能通过材料的一些物理属性来计算出应力的大小以及方向。有损应力檢测法、常规无损应力检测法以及钢铁材料磁力耦合应力检测法是目前业界检测钢铁结构构件工作应力的主要的几种方式。

2 有损应力检测法

2.1 削磨面积法

削磨面积法是很常见的一种检测方法,在测试的时候通常选取被测试对象的最大的受力部位为检测区,这种检测方法是有损的,并且不易实现。

2.2 小孔法

将有孔应变花放在检测对象的上,紧接着求出应变花的应力,然后要求出应变花电阻大小,最后求出被测物的应力。这种检测方法在计算数据较为准确,在计算精度方面占有优势,对于精度要求较高的测算,这种方法比较适合。

3 常规无损应力检测法

3.1 电阻应变计测量法

在目前通用的测试方法中,最早被大众接受,最广泛使用的还是电阻应变计测量技术到目前为止这种检测方法的发展也是好的。这种检测方法通过测量被测物电阻大小的变化根据等量关系进行换算从而求出应力。这种测量方法能数字化测量应用十分广泛,并且频率、精度、灵敏度方面都有明显优势。但是在动态的检测中,由于很难进行信号监测,因此精度很容易受外部条件的影响。

3.2 X射线法

这种分析法可以实现对构件中的应力的检测是无损的,相较其他的检测方法,这种方法非常好用,广受好评。但是它的检测精度非常容易受到很多因素的影响,而且通常监测的设备十分复杂,所以很难用于现场的测试,这是它的一个明显的弊端。

3.3 光弹性法

光弹性法是通过计算结构模型的干涉图来计算应力的大小这种方法就是我们所熟知的光弹性法。当工程构件的应力分布十分复杂的时候,这种方法就显示出了它独有的优势,但是只有光弹性材料制成的模型试验上才可以使用这种方法。

3.4 超声波法

所谓的超声波法可以在很短的时间内完成测试,因为它是通过计算材料中超声波来求出应力的,通过超声波的特点来计算,超声波在被测物中的速度、性质等都会发生一些改变,因此超声波检测法检测十分准确,而且还能测出被测物内外部的应力,但是容易受到较多外部因素的影响。

4 钢铁材料结构构件应力检测法

这种检测方法要求根据被测物的属性进行测算,分析属性找出其中的联系,然后由对应联系求出应力的大小,这种检测方法数据准确性不高,但是操作起来很简单。

4.1 巴克豪森效应应力检测法

铁磁物质在被磁化时,它的阶梯式的磁滞回线的跳跃过程是不可逆的。最近的几十年,很多人结合巴克豪森效应的研究与克尔磁畴观察技术和透射电镜的微结构分析,分析材料的性能,取得令人满意的结果。

4.2 基于逆磁致伸缩效应的应力检测法

我们根据逆磁致伸缩效应,从而研究磁各向异性探头型传感器检测铁磁材料残余应力的方法进行我们的实验来验证基于逆磁致伸缩效应的应力检测法的可行性,实验结果证明这种方法是可行的。

4.3 磁导率在机械作用检测方法

还有一种新型的无损的检测技术便是铁磁材料应力的磁导率在机械作用检测方法,这种方法通过磁弹性效应测定应力,根据磁弹性效应磁导率的不同确定我们需要的应力的方向和大小,这种方法现在也得到广泛使用。

4.4 磁记忆应力检测方法

众所周知,当铁质构件处于地磁环境下时,就会受到强烈的工作负荷下在这种作用下铁制构件的内外部的组织结构会发生各种变化,这种负荷的变化会引起其他的变化,因为这些变化,这时的内外部的磁场也会相应发生变化,即使在工作负荷消失以后,这种变化依然存在。这时候可以求出构件的应力。这就是磁记忆应力检测方法的原理。根据这一原理,由磁场的变化以及负荷的改变,分析出其中的联系,然后进行检测,这就是磁记忆应力检测方法,这种检测方法精度很高,因此可以利用这种关系进行检测。

5 结语

在这里归纳总结了三种对钢铁结构构件的工作应力的主要的几种检测方法:有损应力检测法;常规无损应力检测法;钢铁材料应力检测法。有损应力检测法的使用普遍,可用的范围更广,并且精度系数高,但是这种方法不是无损的,而且在线检测时难度系数较大。常规无损应力检测法有它自己特有的长处,但很容易出现失误。钢铁材料磁力耦合应力检测方法比普通的常规检测更加高级,更受到欢迎。

作者简介:

武挺(1977- ),男,毕业于抚顺石油学院,本科学历,工程师,研究方向:工业分析及理化检测设备研究。