应力集中引起的金属磁记忆现象的研究

中国矿业大学学报第３３卷

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测点编号（ａ）１通道各载荷下磁场分布

测点编号

（ｂ）２通道各载荷Ｆ磁场分布

测点编号

（ｃ）３ＮＮ各载荷下磁场分布图３各个通道在各载荷下的磁场分布

Ｆｉｇ３Ｉｈｅｍａｇｎｅｔｉｃｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｅｖｅｒｙｃｈａｎｎｅｌｕｎｄｅｉｓｏｍｅｌｏａｄｓ

＋０ｋＮ；十９８０ｋＮ：，十１９４３５ｋＮ；＋２９３０６ｋＮ；＊４５８３９ｋＮ；＋５３３７８ｋＮ；＋６０９１２ｋＮ，：－－－Ｏ－－６８０５６ｋＮ；一一６９４５０ｋＮ

２．２各载荷下测量区域表面的磁场分布

为了形象表示不同载荷下试样整个测试表面的磁场分布状况，下面给出一些载荷下的测量表面的磁场分布图．图４表示各测点组成的测量区域的磁场分布图．图４中３个坐标轴分别表示测量通道、测点在通道的位置和磁场强度的大小．

由图４可见，加载后试样表面磁场重新分布，并随着载荷的增而增大，当载荷６９．４５０ｋＮ时，可以看出每个通道前３个点的磁场增加，后３个点下降的趋势，原因在前面已经作了介绍．越靠近Ｕ形凹口的通道，磁场越大，中间一个通道最小并且磁场分布较为均匀．

（ａ）０ｋＮ测量送域表面磁场强度分：ｆ｝ｊ（ｂ）１９，．４３５ｋＮ测量区域表面磁场强度分布

（ｃ）４５．．８３９ｋＮ测量区域表面磁场强度分布（ｄ）６９４５０ｋＮ测量区域表面磁场强度分布

图４测量区域表面磁场强度分布

Ｆｉｇ．４Ｔｈｅｍａｇｎｅｔｉｃｉｎｔｅｎｓｉｏｎｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｒｅｇｉｏｎｕｎｄｅｒｓｏｍｅｒｏａｄｓ２．３断裂前整个试样表面磁场测量结果

为了获取整个试样表面的磁场分布状况，取试

样长度方向上中间２００ｍｍ范围进行测量，也是图

１所示的５个通道，长度方向每隔１ｍｍ采一个点．

图５是以４５．８３９ｋＮ为例的测量区域的磁场分布

图，其它载荷下的曲线形状和４５．８３９ｋＮ时基本

相同，不在重复列出．

从图５中可以看出，在长度方向上Ｕ形口位置附近的磁场值比其他位置要大的多，即以Ｕ形

图５试样中问２００ｍｍ长度范围内的磁场分布

Ｆｉｇ．５Ｔｈｅｍａｇｎｅｔｉｃｉｎｔｅｎｓｉｏｎｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｄｔｈｅｍｉｄｄｌｅ２００ｍｍｏｆｔｈｅｓａｍｐｌｅ

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应力集中引起的金属磁记忆现象的研究

作者：陈玉玲， 葛森， 吴淼

作者单位：陈玉玲,吴淼(中国矿业大学,机电与信息工程学院,北京,100083)， 葛森(国家锅炉压力容器检测中心,北京,100013)

刊名：

中国矿业大学学报

英文刊名：JOURNAL OF CHINA UNIVERSITY OF MINING & TECHNOLOGY

年，卷(期)：2004,33(5)

被引用次数：7次

参考文献(3条)

1.Doubov A A Diagnostics of Metal and Equipment by Means of Metal Magnetic Memory 1999

2.任吉林;林俊明金属磁记忆检测技术 2002

3.西田正孝;李安定应力集中 1986

本文读者也读过(10条)

1.陈洁.曹军.薛光辉.吴淼综采运输设备传动部综合实验台的研制[期刊论文]-煤矿机械2004(5)

2.邵晓巍.张新.张军.SHAO Xiao-wei.ZHANG Xin.ZHANG Jun井下金属磁记忆检测仪的设计和实现[期刊论文]-石油化工高等学校学报2007,20(z1)

3.王慧儒.谢晓竹.吴淼.WANG Hui-ru.XIE Xiao-zhu.Wu Miao基于逆传系统法的动态载荷识别研究[期刊论文]-装甲兵工程学院学报2005,19(3)

4.陈洁.崔玉江.樊双雁.翟宇.吴淼.CHEN Jie.CUI Yu-jiang.FAN Shuang-yan.ZHAI Yu.WU Miao数字辐射流动可视化系统设计与实现[期刊论文]-管道技术与设备2005(6)

5.强建国.马晓.刘振全.QIANG Jian-guo.MA Xiao.LIU Zhen-quan基圆渐开线涡旋盘齿根综合应力集中系数的确定[期刊论文]-兰州理工大学学报2007,33(3)

6.李路明.胡斌.黄松岭.霍雪亮.曹益平.杨海青应力集中的磁记忆检测方法及其仪器研制[会议论文]-2002

7.牛余朋.成曙.戈金辉.NIU Yu-peng.CHENG Shu.GE Jin-hui基于PC-104的便携式金属磁记忆检测仪[期刊论文]-仪表技术2007(4)

8.王启智.鄢定保.罗林.WANG Qi-zhi.YAN Ding-bao.LUO Lin U形切槽梁的应力集中系数及材料测试新方法[期刊论文]-科学技术与工程2008,8(12)

9.林俊明.林发炳.林春景磁记忆/涡流/漏磁一体化检测仪的研制[会议论文]-2008

10.刘金霞.王克协.曹正良.谢荣华.刘继生.吕秀梅.LIU Jin-xia.Wang Ke-Xie.CAO Zheng-Liang.XIE Rong-hua. LIU Ji-sheng.LU Xiu-mei套管井应力集中诱导井周波速各向异性的研究[期刊论文]-地球物理学报2005,48(3)

引证文献(7条)

1.白勇.徐帆.乔霭潼试件残余塑性变形与金属磁记忆检测信号的关系[期刊论文]-材料工程 2013(8)

2.梁作舟.郭瑞杰.白世武X70管线钢拉伸行为的金属磁记忆检测[期刊论文]-管道技术与设备 2010(6)

3.张后全.贺永年.刘志强.周纪军.韩立军泥质细砂岩材料破坏与强度衰减研究[期刊论文]-中国矿业大学学报2008(1)

4.尹大伟.董世运.徐滨士.董丽虹.陈群志Q235钢静载拉伸过程中的磁记忆信号变化特征分析[期刊论文]-无损检测 2006(1)

5.张后全.贺永年.周纪军.韩立军.蒋斌松.邵鹏岩石破损过程强度变化规律实测研究[期刊论文]-岩石力学与工程学报 2010(z1)

6.董丽虹.徐滨士.董世运.尹大伟金属磁记忆技术检测低碳钢静载拉伸破坏的实验研究[期刊论文]-材料工程

2006(3)

7.王丽.冯蒙丽.丁红胜.白世武.刘方明金属磁记忆检测的原理和应用[期刊论文]-物理测试 2007(2)

引用本文格式：陈玉玲.葛森.吴淼应力集中引起的金属磁记忆现象的研究[期刊论文]-中国矿业大学学报 2004(5)

应力集中的在生活中利用与避免

应力集中在生活中的利用与避免 作者：谢子豪1206013022 梅再鹏1206013020 张尧尧1206013021 指导老师：赵扬 摘要这种由于截面尺寸突然改变而引起的应力局部增大的现象称为应力集中.缺失一部分分子对裂痕的加大受力，使裂痕变得更加不稳定，相比之下圆则比较稳定。因此工程师发现裂纹后，会现在裂纹的尖端打一个小孔，这样就大大的降低了裂纹两端的应力集中系数，阻止了裂纹的扩展，延长了发动机的使用寿命. 关键词应力集中应力集中系数应力集中应用应力集中避免 引言 现在许多食品都用塑料，商家将包装食品的塑料袋封口后，带的边缘处常做成锯齿形，或做出一个小缺口，在这些缺口和缝隙处撕塑料袋时，在缺口和缝隙的根部会由于应力集中产生很大的应力，因此稍一用力就可以把塑料袋沿缺口或缝隙撕开，如果塑料袋没有这样的缺口或切缝，要打开塑料袋，则多半要借用剪刀了。布点的售货员，在扯布前，要先剪一个小口子，也是为了在扯布时造成应力集中。 应力的定义 当材料在外力作用下不能产生位移时，它的几何形状和尺寸将发生变化，这种形变就称为应变（Strain）。材料发生形变时其内部产生了大小相等但方向相反的反作用力抵抗外力，把分布内力在一点的集度称为应力（Stress） 应力定义为“单位面积上所承受的附加内力”。 公式记为σ=ΔFj/ΔAi其中， σ表示应力；ΔFj 表示在j 方向的施力；ΔAi表示在i 方向的受力面积。 应力集中的概念 如下图所示的带圆孔的板条，使其承受轴向拉伸。由试验结果可知 : 在圆孔附近的局部区域内，应力急剧增大，而在离开这一区域稍远处，应力迅速减小而趋于均匀。这种由于截面尺寸突然改变而引起的应力局部增大的现象称为应力集中。在 I — I 截面上，孔边最 大应力 max σ 与同一截面上的平均应力之比，用K 表示 理论应力集中因数 K= max σ / K反映了应力集中的程度，是一个大于 1 的系数。而且试验结果还表明 : 截面尺寸改变愈剧烈、角越尖、孔越小、应力集中系数就愈大。因此，零件上应尽量避免带尖角的孔或槽，在阶梯杆截面的突变处要用圆弧过渡。 对于由脆性材料制成的构件，应力集中现象将一直保持到最大局部应力到达强度极限之前。因此，在设计脆性材料构件时，应考虑应力集中的影响。 对于由塑性材料制成的构件，应力集中对其在静载荷作用下的强度则几乎无影响。所以，在研究塑性材料构件的静强度问题时，通常不考虑应力集中的影

俄罗斯金属磁记忆标准

附录1 ΓOCT P 52081-2003 俄罗斯联邦国家标准 无损检测 金属磁记忆方法 术语与定义 正式出版物 俄罗斯国家标准委员会 莫斯科 提供标准：俄罗斯《动力诊断技术》公司 翻译：《技术刺激仪检测技术》专家组

ΓOCT P 52081-2003 前言 1. 本标准由TK 132《技术诊断》标准化技术委员会制定。 2．本标准根据俄罗斯国家标准委员会2003年6月10日No_191-ST决定实施。 3.本标准系第一次实施。 引言 本标准中规定的术语系按金属磁记忆无损检测方法领域的概念系统排序。 每一概念规定一个标准术语。 所列定义必要时可以改动，引入衍生的特征，扩展其所使用的术语涵义，指明与一定概念相关的对象。但是这种改动不应违背本标准确定的概念范畴和内容。 标准术语用黑体字排印，而缩写用一般字体。 内容 1.适用范围 2.术语与定义 3.术语的字母索引

ΓOCT P 52081-2003 俄罗斯联邦国家标准 无损检测 金属磁记忆方法 术语与定义 Non-destructive testing Method of metal magnetic memory Terms and definitions 实施日期：2003年6月10日 1．适用范围 本标准规定金属磁记忆无损检测方法的术语和概念定义。 本标准所规定的术语强制适用于金属磁记忆无损检测方法领域有关标准化工作和(或)使用其工作成果的一切类型的文件和文献 2.术语与定义 1.金属磁记忆；MMM：表现为制品和焊接接头金属残余磁性的一种后效，形成于在弱磁场中制造和冷却的过程，或者表现为制品由于工作载荷造成的在应力集中和损坏区磁性的不可逆变化。 注：弱磁场-地磁场和其他外部磁场。 2.制品的自有漏磁场；SMLF：由于工作应力或者残余应力的作用产生于制品表面的位错滑移稳定带区或金属组织最大不均匀区域的漏磁场。 注-SMLF为MMM的表征。 3.金属磁记忆方法；MMM方法：以对制品表面的SMLF进行分析为基础确定金属和焊接接头的应力、缺陷及组织不均匀集中区为目的的一种无损检测方法。 4.磁位错滞后；由于弱磁场中位错集聚处磁畴边界的固结而引起的磁滞。 5.制品壳体局部稳定性破坏区的临界值(ｌcr)：制品壳体在载荷作用下丧失稳定性而产生的金属层两个最近滑移稳定带之间的最小距离。 注-制品表面壳体的临界值由两个最近的SMLF极值之间的距离表示，该极值与壳体尺寸成倍数关系。 6.SMLF的强度：用金属磁记忆方法在制品表面测得的漏磁场强度的参数。

关于应力集中的概念及其避免措施的讨论

关于应力集中的概念及其避免措施的讨论 一．摘要 材料构件的应力集中现象危害很大，应力集中会引起脆性材料断裂；使物体产生疲劳裂纹，严重影响结构的安全性。因此，研究应力集中的避免措施具有重要的意义。生活中各种各样的例子也证明了其研究的重要性。为避免应力集中造成构件破坏，可采取消除尖角、改善构件外形、局部加强孔边以及提高材料表面光洁度等措施；另外还可对材料表面作喷丸、辊压、氧化等处理，以提高材料表面的疲劳强度。 二、关键词 应力应力集中措施 三、引言 现今社会，由于应力集中造成构件断裂，产生疲劳，对结构安全危害大。了解应力集中，并找出其避免措施，对人们的生活具有重大的意义。 四、正文 首先，先让我们了解一下应力与应力集中的概念，应力即受力物体截面上内力的集度，即单位面积上的内力。公式记为σ=f/s (其中，σ表示应力；δfj 表示在j 方向的施力；δai 表示在i 方向的受力面积)。材料在交变应力作用下产生的破坏称为疲劳破坏。通常材料承受的交变应力远小于其静载下的强度极限时，破坏可能发生。另外材料会由于截面尺寸改变而引起应力的局部增大，这种

现象称为应力集中。对于由脆性材料制成的构件，应力集中现象将一直保持到最大局部应力到达强度极限之前。因此，在设计脆性材料构件时，应考虑应力集中的影响。对于由塑性材料制成的构件，应力集中对其在静载荷作用下的强度则几乎无影响。所以，在研究塑性材料构件的静强度问题时，通常不考虑应力集中的影响。 承受轴向拉伸、压缩的构件，只有在寓加力区域稍远且横截面尺寸又无剧烈变化的区域内，横截面上的应力才是均匀分布的。然而实际工程构件中，有些零件常存在切口、切槽、油孔、螺纹等，致使这些部位上的截面尺寸发生突然变化。如开有圆孔和带有切口的板条，当其受轴向拉伸时，在圆孔和切口附近的局部区域内，应力的数值剧烈增加，而在离开这一区域稍远的地方，应力迅速降低而趋于均匀。这时，横截面上的应力不再均匀分布，这已为理论和实验证实。 图2-31 图2-32 在静荷载作用下，各种材料对应力集中的敏感程度是不同的。像低碳钢那样的塑性材料具有屈服阶段，当孔边附近的最大应力达到屈服极限时，该处材料首先屈服，应力暂时不再增大。如外力继续增加，增加的应力就由截面上尚未屈服的材料所承担，是截面上其

金属磁记忆检测技术研究

金属磁记忆检测技术研究 1金属磁记忆检测技术 金属磁记忆检测技术是上世纪俄罗斯杜波夫教授提出的一种新型无损检测技术，其基本原理是记录在工作载荷作用下铁磁性构件局部应力集中区域中产生的漏磁场，根据漏磁场来判断应力集中及损伤。机械零部件和金属构件发生损坏的主要根源是各种微观和宏观机械应力集中，在应力集中区域，腐蚀、疲劳和蠕变过程的发展最为激烈。机械应力同铁磁材料的自磁化现象和残磁状况有着直接的联系。在地磁作用的条件下，铁磁性构件缺陷处的导磁率减小，工件表面的漏磁场增大，称为铁磁性材料的磁机械效应。该效应可增强铁磁性构件的表面磁场，增强的磁场“记忆”着部件缺陷或应力集中位置，称为金属的“磁记忆”效应。理论和试验均表明，金属构件的损坏与其先天的“遗传”特性和后天的在役工作负荷相关，在缺陷的发生、发展过程中，应力集中是根源，是构件损坏的早期表现。工程部件因为疲劳、蠕变而产生的微裂纹会导致缺陷处出现应力集中。 试验研究表明：铁磁性金属部件存有着磁机械效应，其表面上的磁场分布与部件应力载荷有一定的关系。铁磁性部件缺陷或应力集中区域磁场的切向分量Hp(x)具有最大值，法向分量Hp(y)改变符号且具有零值，如图1所示。金属磁记忆检测技术具有以下显著的特点：①既可检测出宏观缺陷，又可检测出微观缺陷，并进行未来危险预报，准确度高，可通过早期诊断对设备的安全性进行准确评价;②无需专门的磁化装置就能对铁磁性构件进行可靠检测;③提离效应影响小;④无需去除被检测对象表面涂层，就能检测橡胶等蒙皮下的缺陷;⑤无需对被测设备进行清洗、打磨等表面预处理，检测方便，成本低;⑥无需系统、专业的培训，原理可靠，特征信号明显，判据简单;⑦检测快速，能够实现快速检测(100m/h)，效率高;⑧检测设备体积小、重量轻，便于携带，可实现单人作业;⑨对设备外露部分检测时，无需设备停机。在实际应用中，金属磁记忆检测技术可通过检测部件表面的磁场分布情况间接地对部件缺陷或应力集中位置进行诊断。

阻变随机存储器(RRAM)综述(自己整理)

目录 引言 (1) 1 RRAM技术回顾 (1) 2 RRAM工作机制及原理探究 (4) 2.1 RRAM基本结构 (4) 2.2 RRAM器件参数 (6) 2.3 RRAM的阻变行为分类 (7) 2.4 阻变机制分类 (9) 2.4.1电化学金属化记忆效应 (11) 2.4.2价态变化记忆效应 (15) 2.4.3热化学记忆效应 (19) 2.4.4静电/电子记忆效应 (23) 2.4.5相变存储记忆效应 (24) 2.4.6磁阻记忆效应 (26) 2.4.7铁电隧穿效应 (28) 2.5 RRAM与忆阻器 (30) 3 RRAM研究现状与前景展望 (33) 参考文献 (36)

阻变随机存储器（RRAM） 引言： 阻变随机存储器（RRAM）是一种基于阻值变化来记录存储数据信息的非易失性存储器（NVM）器件。近年来，NVM器件由于其高密度、高速度和低功耗的特点，在存储器的发展当中占据着越来越重要的地位。硅基flash存储器作为传统的NVM器件，已被广泛投入到可移动存储器的应用当中。但是，工作寿命、读写速度的不足，写操作中的高电压及尺寸无法继续缩小等瓶颈已经从多方面限制了flash存储器的进一步发展。作为替代，多种新兴器件作为下一代NVM器件得到了业界广泛的关注[1、2]，这其中包括铁电随机存储器（FeRAM）[3]、磁性随机存储器（MRAM）[4]、相变随机存储器（PRAM）[5]等。然而，FeRAM及MRAM 在尺寸进一步缩小方面都存在着困难。在这样的情况下，RRAM器件因其具有相当可观的微缩化前景，在近些年已引起了广泛的研发热潮。本文将着眼于RRAM 的发展历史、工作原理、研究现状及应用前景入手，对RRAM进行广泛而概括性地介绍。 1 RRAM技术回顾 虽然RRAM于近几年成为存储器技术研究的热点，但事实上对阻变现象的研究工作在很久之前便已开展起来。1962年，T. W. Hickmott通过研究Al/SiO/Au、Al/Al2O3/Au、Ta/Ta2O5/Au、Zr/ZrO2/Au以及Ti/TiO2/Au等结构的电流电压特性曲线，首次展示了这种基于金属-介质层-金属(MIM)三明治结构在偏压变化时发生的阻 变现象[6]。如图1所示，Hickmott着重研究了基于Al2O3介质层的阻变现象，通

磁记忆现象和地磁场的关系

磁记忆现象和地磁场的关系 李路明,王晓凤,黄松岭1) (清华大学机械工程系,北京100084) 摘要:金属磁记忆检测是当前无损检测领域的一种新技术。针对磁记忆检测方法在实际应用中的效果以及地磁场对磁记忆检测结果的影响,通过一系列试验进行验证与研究。结果表明,磁记忆检测方法可有效判断钢管应力集中区域,地磁场在磁记忆检测过程中不产生决定性影响。 关键词:磁记忆检测;管道;残余应力;焊缝;磁场 中图分类号: TG115. 28 文献标识码:A 文章编号:100026656 (2003) 0820387203 THE RELATIONSHIP BETWEEN METAL MAGNETIC MEMORY AND GEOMAGNETIC FIELD LI Lu-ming , WANG Xiao-feng , HUANGSong-ling (Mechanical Engineering Department , Tsinghua University , Beijing 100084 , China) Abstract : Metal magnetic memory technology (MMMT) is a new nondestructive testing(NDT) method. The prac2tical effectiveness of MMMT and the effect of geomagnetic field on MMMT were proved and studied. Experimental datashowed that MMMT was an effective method to find stress concentration zone. Geomagnetic field did not influence thesignal pattern of MMMT. Keywords :Magnetic memory testing ; Pipeline ; Residual stress ; Weld ; Magnetic field 应力集中会对构件的力学性能、耐腐蚀性、疲劳强度和形状精度等造成重大影响。研究构件应力集中的分布,确定应力集中的大小,分析应力集中对构件性能的影响,减少或消除应力集中对构件的危害已经成为工程研究中广泛关注的课题。1999 年10 月,俄罗斯杜波夫教授参加中国第七届无损检测年会时介绍了一种新的无损诊断方法———磁记忆检测技术[1 ],引起了国内学者极大的兴趣和广泛的关注,不久国内也开展了相应的研究工作[2～5 ],并于2001 年在北京召开了全国首届磁记忆检测技术研讨会。 按照磁记忆的现有理论,磁记忆现象依赖于地磁场而存在[1 ]。根据铁磁学基本原理,应力对于材料的磁特性会产生影响,应力集中导致其邻近区域磁特性发生变化,在外部磁场存在时(如地磁场) 会基金项目:国家自然科学基金资助项目(50001006)1) 本文作者还有汪来富,范红旗,李旬,赵海燕和吴。产生磁场畸变[6 ]。问题是,地磁场同所有的矢量场一样,在垂直矢量的方向上场强为零;其次,地磁场并不是一个恒定场,随着纬度和高度的不同,甚至于地理环境的不同,其大小都在变化。基于变化的、矢量的地磁场,磁记忆现象表现出随机性,进而磁记忆检测技术的可靠性也显而易见地被提了出来。 从磁记忆机理和应用角度需要阐述清楚以下几个问题, ①磁记忆现象的物理机制,如果有多种可能性,需要确定各种因素的主次关系。②表征磁记忆现象的磁场和地磁场的关系。③表征磁记忆现象的磁场分布和应力场的关系,应力集中检测较为深入的定性问题。④磁记忆场和应力场的数值对应关系,应力集中的定量检测问题。这四个问题的核心是第一个问题,国内外学者在相关材料和应力相互关系的领域开展了大量工作,但就应力集中引起的磁场畸变问题尚无定论。 在此主要针对第二个问题,解答磁记忆和地磁场的关系问题。该问题可分为两个命题,一是磁记忆现象的存在和地磁场的关系;二是磁记忆现象的产生和地磁场的关系。以下针对第一命题做一些试验工作。 1 试验 以管道对接焊环焊缝引起的残余应力为检测对象,使用试验室研制的弱磁测量系统,为排除其它可能造成磁场畸变的材料和组织结构等因素,测试了相同区域消除应力前后,即热处理前后的数据。 1. 1 试件

金属磁记忆检测技术简介

1 金属磁记忆检测技术简介 ------21世纪的诊断方法 赵传明 （云天化股份有限公司，云南水富657800） 摘要：简要介绍了金属磁记忆检测技术的基本原理、应用范围及用前景。 关键词：金属；磁记忆；检测 众所周知，机械应力集中是各种不同用途的金属承力结构件产生疲劳破坏的主要原因之一。因此，结构件应力的测量、应力状态的评估和早期损伤区域的确定一直是人们十分关心的问题。如何应用检测仪器，尽早发现结构件的应力集中和早期损伤区域，并进行有针对性的探伤检查和状态监测，对于早期预防结构件断裂故障、防止发生重大事故具有重要意义。为此，云天化集团压力容器检测站专门从俄罗斯动力诊断公司进口了一整套金属磁记忆检测仪和配套软件，以解决金属承力结构件早期损伤区域全面、快速、准确的诊断问题，并取得了很好的应用效果，从而保证了合成氨、尿素生产装置的长周期安全运行。 1 金属磁记忆基本检测原理 当弹性应力作用于铁磁体时，铁磁体会产生磁致伸缩性质的应变，同时也会产生弹性应变，这种现象称为磁弹性效应。磁记忆检测技术是基于铁磁体的磁弹性效应，是漏磁检测的一种特殊形式。它是利用地磁场作 为磁化场，而不是利用人为外加的磁化场。铁磁结构件在运行时会受到载荷和地球磁场的共同作用，在应力和变形集中区的磁畴组织会在一定方向重新取向，局部区域产生漏磁场，而且由于内应力和变形，这种磁场是不可逆的，即在外加载荷消失后仍能够保持。漏磁场的这种“不可逆”效应就成为磁记忆效应。此外，在地球磁场存在的条件下，金属结构件中缺陷和夹杂物最集中的地方会出现磁畴变化，并也在表面出现漏磁场。通过检测这种漏磁场，即可发现微小缺陷和应力集中区域。 理论分析可知，在缺陷或内应力集中的地方，金属的磁导率最小，而在表面形成最大的漏磁场。在应力集中区内，该磁场的切 向分量H P (x)具有最大值，而法向分量H P (y)改变符号（过零点）。因此，应力集中线可根 据H P (y)值的符号变化进行判断，而应力集 中程度可根据H P (x) 值的大小或H P (y)值在变方向处的变化剃度来计算。这样，通过对

重复经颅磁刺激对阿尔茨海默病学习记忆功能的预保护研究

重复经颅磁刺激对阿尔茨海默病学习记忆功能的预 保护研究 陶华英1，田心2* 1天津医科大学总医院神经病学研究所神经生理室，天津（300052） 2天津医科大学生物医学工程系，天津（300070） E-mail：tianx@https://www.wendangku.net/doc/7c18845961.html, 摘要：重复经颅磁刺激(repetitive transcranial magnetic stimulation, rTMS)可对有记忆主诉者的脑认知功能产生积极的影响[22]。本文针对经颅磁刺激的神经保护作用，将其用于AD的保护性干预，通过Morris行为学检测及电镜下形态学观察在进行AD造模之前，预先给予大鼠rTMS对AD学习记忆功能的预保护作用。结果显示预先施加低频(LFrTMS-AD)及高频(HFrTMS-AD) rTMS组、直接造模组（AD）较对照组Morris水迷宫行为测试的全时程及末2天平均逃避潜伏期显著均延长；在平台象限的游泳时间和路程占总游泳时间和总路程的百分比均明显下降；这一结果在AD组更为显著，与两个rTMS干预组均存在统计学差异；而LFrTMS-AD组较HFrTMS-AD组潜伏期短，百分比值高(P<0.05)。电镜下AD组海马CA3区神经细胞突起肿胀，线粒体肿胀嵴消失，突触结构扭曲变形；rTMS干预组神经细胞结构大致完整，突触形态结构稍有改变或基本正常。上述结果说明：1. 预先施加rTMS能减轻AD造模对神经元及突触形态结构的损伤，对学习记忆功能具有一定的保护作用，且低频rTMS较高频效果更显著；2. rTMS对AD大鼠学习记忆功能保护作用的可能机制是：通过交变磁场（感应电流）的生物学效应，增高了与学习记忆及神经营养、保护有关的物质（如BDNF）水平，进而实现其对神经元、突触结构以及学习记忆功能的保护作用。 关键词：重复经颅磁刺激；阿尔茨海默病；Morris水迷宫；β淀粉样蛋白；鹅膏酸；预保护；学习记忆 阿尔茨海默病，（ Alzheimer’s Disease，AD），是人类老年期最常见的中枢神经系统原发性退行性病症之一。我国六十岁以上人群患病率为3－5％，85岁以上为40－60％，估计我国现有700－800万AD患者，这一数字还将随人口老化程度增加而增长。该病起病隐匿，早期可能仅有记忆困难或轻度健忘，往往难以及早察觉。当病人逐渐出现记忆障碍（近记忆及记忆保持障碍为主）、认知功能障碍、行为异常和社交障碍时，往往病情进行性加重，通常在2-3年内丧失独立生活能力，并常因并发症而死亡。 当前对AD尚缺乏有效的防治手段和客观的特异性早期诊断的生物学标志, 对于AD的治疗只限于延缓发病和疾病进展，因此对AD的防治已成为21世纪医学研究的热点和难点，寻找有效、费用低廉且易于实现的预防方法具有重要社会意义。 近十年来，作为一种非侵入性、无痛、易行的刺激方法，日益成为神经科疾病的临床诊断治疗和研究的新途径。rTMS已被应用到神经科学的许多研究领域，如大脑感觉和运动传导通路的研究、学习和记忆的研究、认知和语言功能的定位研究等，并对脑血管病、帕金森氏病、偏头痛和多种心理疾患取得了较好的临床治疗疗效。多项研究表明在常规临床参数和标准情况下，rTMS不但不会引起神经组织损伤和出血，而且还具有减轻脑水肿、保护缺血神经元的作用[9,10,11,12]。最新研究还指出rTMS可募集参与记忆编码过程的代偿性神经网络，因而可对有记忆主诉者的脑认知功能产生积极的影响[22]。鉴于AD最早出现的临床症状即为近记忆减退，即使仅有记忆主诉并保持正常认知水平, 亦有可能在未来一段时间进展为AD，因此在出现典型的AD临床症状前，施加rTMS，有可能对有记忆主诉者的学习记忆功产生保护作用。以此为切入点，本文针对经颅磁刺激的神经保护作用，首次将其用于AD的保护性干预，即在造模前给予

金属磁记忆诊断法有哪些优点

1．什么叫磁记忆效应? 在具有外磁场（地球磁场）存在的条件下，承载的铁磁部件中会产生应力集中，并在应力集中部位出现导磁率减小，工件表面的漏磁场增大的现象，铁磁性金属部件所具有的这一特性称之为“磁机械效应”。由于这一增强了的磁场“记忆”着部件的缺陷或应力集中的位置，故又称“磁记忆”效应。 2．什么叫金属磁记忆检测？ 金属的磁记忆检测（MMT）是利用金属磁记忆效应来检测部件应力集中部位的一种快速无损检测方法。该方法对铁磁性部件由于疲劳、形变、损伤而产生的微裂纹可进行早期诊断。 3．简述磁记忆检测的原理。 工程部件由于疲劳、形变而产生的微裂纹会导 致出现应力集中，研究表明：承载铁磁性金属部 件存在着磁记忆效应，其表面的磁场分布与部件 应力载荷有一定的关系，因此可通过检测部件表面的磁场分布情况间接地对部件进行诊断。 理论与实践研究证明，铁磁性部件缺陷或应力集中区域磁场的切向分量Ｈｐ（x）具有最大值，法向分量Ｈｐ(y)改变符号且具有零值。实践中，我们通过检测法向分量Ｈｐ(y)来完成对部件的检测工作。 4．适合用磁记忆法（MMT）检测的对象有哪些？ 金属磁记忆法（MMT）检测仪器适用于对铁磁金属制件的早期快速诊断。该仪器配备不同形式的探头，可对管道、容器、汽轮机和燃汽轮机叶片、转子、叶轮，飞机机体、起落架以及各种不同形状构件、焊接头进行检测。MMT检测方法不要求对被检测部件表面进行处理，可直接检测，方便操作。 5．金属磁记忆诊断法有哪些优点？ 金属磁记忆诊断方法和传统的检测方法相比，具有下列优点： ①既可检测出宏观缺陷又可检测出微观缺陷，并能进行未来危险的预报。 ②无需专门的磁化装置就能对铁磁性构件进行可靠的检测。

应力集中与失效分析

应力集中与失效分析 一、引言 由于构造和使用等方面的需要，往往需要在构件上开孔、沟槽、缺口、台阶等，然而，在这些部位附近，因截面尺寸的急剧变化，将产生局部的高应力，其应力峰值远大于由基本公式算得的应力值。这种受力构件由于外界因素或自身因素几何形状、外形尺寸发生突变而引起局部范围内应力显著增大的现象称为应力集中，引起应力集中的孔、沟槽、缺口、台阶等几何体称为应力集中因素。应力集中削弱了构件的强度，降低了构件的承载能力。从而，应力集中处往往是构件破坏的起始点，是引起构件破坏的主要因素。该现象普遍存在于各种构件中，大部分构件的破坏事故都是由应力集中引起的。因此，为了确保构件的安全使用，提高产品的质量和经济效益，必须科学地处理构件的应力集中问题。 二、产生应力集中的原因 构件中产生应力集中的原因主要有： (1) 截面尺寸的急剧变化。如：构件中的油孔、键槽、缺口、台阶等。 (2) 构件受到集中力作用。如：齿轮轮齿之间的接触点，火车车轮与钢轨的接触点等。 (3) 材料本身的不连续性。如材料中的夹杂、气孔等。 (4) 构件中由于装配、焊接、冷加工、磨削等而产生的裂纹。 (5) 构件在制造或装配过程中，由于强拉伸、冷加工、热处理、焊接等而引起的残余应力。这些残余应力叠加上工作应力后，有可能出现较大的应力集中。 (6) 构件在加工或运输中的意外碰伤和刮痕。 三、应力集中的物理解释 如图，在构件的中间开孔拉杆，故在外力作用下，部件中尺寸发生突然变化的截面上的应力并不是均匀分布的，在圆孔边缘的应力明显大于截面上的平均应力。 应力集中的程度可以用理论应力集中系数表示： 式中，为截面上的最大局部应力；为名义应力，即认为应力在截面上均匀分布而求得的力。设图中的板宽为b，圆孔直径为d，厚度为，则 可以由弹性理论或试验等方法确定。试验结果表明，截面尺寸改变的越急剧，角

磁记忆检测技术在游乐设施上的应用

磁记忆检测技术应用与发展专题 ２０１６年第３８卷第１１期一 收稿日期:２０１６-０８-２５ 基金项目: 十二五 国家科技支撑计划资助项目(２０１５BAK４０B０４)作者简介:胡一斌(１９７７－),男,高级工程师,主要从事电磁检测技术的研究工作. 通信作者:胡一斌,E -mail :hubin＠csei．or g ．cn . DOI :１０．１１９７３/ws j c２０１６１１００４ 磁记忆检测技术在游乐设施上的应用 胡一斌,沈功田 (中国特种设备检测研究院,北京１０００２９) 摘一要:磁记忆检测技术在对铁磁性构件的应力集中和缺陷检测上具有独特的优势.针对游乐 设施的运行特点和失效模式,研究了其疲劳损伤的形成过程二表面开口缺陷动态发展的磁记忆信号的变化规律和阶段性特征;分析并总结了静止状态下典型游乐设施宏观缺陷的磁记忆信号特征.结合案例介绍了游乐设施的磁记忆检测及评价流程. 关键词:磁记忆;游乐设施;动态扩展;应力集中 一一中图分类号:TG１１５．２８一一一文献标志码:A一一一文章编号:１０００-６６５６(２０１６)１１-００２１-０６ A pp lication of Ma g netic Memor y T estin g T echnolo gy on Amusement E q ui p ment HU Bin ,SHEN Gon g -tian (China S p ecial E q ui p ment Ins p ection and Research Institute ,Bei j in g １０００２９,China ) Abstract :Ma g netic memor y testin g (MMT )technolo gy has the uni q ue advanta g es in ferroma g netic metal com p onent on stress concentration and defect detection．Accordin g to the o p eration characteristics and failure mode of amusement e q ui p ment ,the var y in g rules and the p eriodic characters of ma g netic memor y si g nal durin g the fati g ue dama g e g rowin g and surface crack d y namicall y p ro p a g atin g were investi g ated．The ma g netic memor y si g nal of different t yp ical static defects was anal y zed and the characters were summarized．The ma g netic memor y testin g and evaluation p rocess of amusement e q ui p ment are introduced b y case anal y sis． Ke y words :Ma g netic memor y ;Amusement e q ui p ment ;D y namicall y p ro p a g ation ;Stress concentration 一一游乐设施是指用于经营目的二承载乘客游乐的设施,据２０１５年统计,我国拥有在用游乐设施１．９万台,大中型游乐园４３８个,平均年乘坐人数１０多亿人次.游乐设施是用于创造欢乐的载体,其质量和安全关系到游客的生命和健康,一旦发生事故,会造成重大人员伤亡,社会影响极其恶劣.由于游乐设施的运动载荷二重载等运行模式和惊二险二奇的设计思路,使得其常见损伤主要为应力集中二疲劳二擦伤二表面开裂二埋藏缺陷的扩展等.我国游乐设施的检测工作开展较晚,虽然近年来取得了进步,但由于历史原因,采用的检测方法多借鉴承压设备和其他行业的检测标准,难以满足这种运动复杂二结构多样二载荷多变设施的检测要求,因此,游乐设施的安全运行急需一种能够快 速检测出有安全隐患区域的方法. 磁记忆的概念最早由俄罗斯杜波夫提出,随后在前苏联地区二东欧和中国开展了推广应用工作.由于磁记忆检测能评价应力集中且无需磁化,引起了国际无损检测学界的极大关注,并在众多领域开展了广泛 的研究和讨论[１－５] :国际焊接学会(IIW ) 在 应力与变形检测 课题中提出一项任务专门考察磁记忆方法的有效性,并与其他方法比较,拟定了２０余项磁记忆 方法的文件;德国联邦材料研究所(BAM )也开展了大量的磁记忆检测的应用研究.除俄罗斯外,ISO ( 国际标准化组织)也相继颁布了磁记忆检测标准[ ６－８] .１一磁记忆检测原理和国内研究现状 １．１一磁记忆检测原理 一一磁记忆现象是指在弱磁场环境中, 铁磁性金属材料在外界环境因素(载荷二温度二机械加工或碰撞等)作用下,在局部区域产生不可逆的残余磁性现象;表现为在该外界环境因素去除后,铁磁性材料表面的局 １ ２万方数据

应力集中的应用与避免

. 应力集中的应用与避免 姓名张帅 学号 201203110207 年级 2012 专业机械设计制造及其自动化 系（院）机械工程学院 指导教师徐淑琼

应力集中的应用与避免 摘要 应力集中是受力零件或构件在形状、尺寸急剧变化的局部出现应力显著增大的现象。应力集中会引起脆性材料断裂；使物体产生疲劳裂纹，应力的最大值（峰值应力）与物体的几何形状和加载方式等因素有关。通过电测法、光弹性法、有限元法以及边界元法等实验手段测出物体的应力集中。在日常生产生活中，可以通过相应实验及计算实现应力集中的利用与避免。 关键字:应力集中应力集中系数应力集中应用应力集中避免 引言 应力集中现象可以说是在日常生活中无处不见，有些工程需要消除集中应力，有些则需要增大集中应力。应力集中是如何产生的？了解应力的产生是工程制造加工及生产生活中的重要部分。通过相关设计，可以为生活提供许多方便，减少一些不必要的麻烦，还可以减少和避免很多不必要的伤害。材料的不均匀及裂纹的存在，都可能导致应力集中。 小到零件制造（如齿轮加工）大到工程建设（如奥运会鸟巢建设）都要进行应力试验及计算。如传动轴轴肩圆角、键槽、油孔和紧配合等部位，受力后均产生应力集中。这些部位的峰值应力从集中点到邻近区的分布有明显的下降，呈现很高的应力梯度。零件的早期失效常发生在应力集中的部位,因此了解和掌握应力集中问题，对于机械零件的合理设计和减少机械的早期失效有重要意义。

一、应力集中的概念及产生原因 应力即受力物体截面上内力的集度，即单位面积上的内力。公式记为σ=F/S (其中，σ表示应力； ΔFj 表示在j 方向的施 力；ΔAi 表示在i 方向的 受力面积)。材料在交变应 力作用下产生的破坏称为 疲劳破坏。通常材料承受的 交变应力远小于其静载下 的强度极限时，破坏可能发 生。另外材料会由于截面尺寸改变而引起应力的局部增大，这种现象称为应力集中（如右图）。 对于由脆性材料制成的构件，应力集中现象将一直保持到最大局部应力到达强度极限之前。因此，在设计脆性材料构件时，应考虑应力集中的影响。对于由塑性材料制成的构件，应力集中对其在静载荷作用下的强度则几乎无影响。所以，在研究塑性材料构件的静强度问题时，通常不考虑应力集中的影响。 承受轴向拉伸、压缩的构件，只有在寓加力区域稍远且横截面尺寸又无剧烈变化的区域内，横截面上的应力才是均匀分布的。然而实际工程构件中，有些零件常存在切口、切槽、油孔、螺纹等，致使这些部位上的截面尺寸发生突然变化。如开有圆孔和带有切口的板条，当其受轴向拉伸时，在圆孔和切口附近的局部区域内，应力的数值剧烈增加，而在离开这一区

金属磁记忆检测法常见问题

金属磁记忆检测法常见问题解答 1. Method of Metal Magnetic Memory Method of Metal Magnetic Memory is method of a nondestructive inspection based on registration and analysis of distribution of self-magnetic leakage fields (SMLF) arising on products and equipment in stress concentration zones (SCZ) and metal defects. At that, SMLF reflect irreversible change of a magnetization in a direction of maximal stresses action from working loads. Also SMLF reflect structural and technological heredity（遗传性）of products and welded joints after their manufacturing and cooling in a weak magnetic field (as a rule, magnetic field of the Earth). A natural magnetization and aftereffect, which appears as magnetic memory of metal to actual strains and structural changes in products and equipment metal, are used in the MMM method. 2. Physical fundamentals of MMM method: Magneto-elastic and magneto-mechanical effects. Effect of formation of domains and domain boundaries on dislocations clusters in stress concentration zones (magnetoplasticity). Effect of magnetic field leakage by structural and mechanical heterogeneities at metal natural magnetization. 3. Magnetic parameters used at inspection: Normal and/or tangential component of proper magnetic leakage fields Нр. Magnetic field gradient on leng th (dНр/dx) or on base between measurement channels. 4. What is inspected in metal and welded joints by MMM method? Stressed-strained state (SSS), structure heterogeneity and progressing defects. 5. What is determined by MMM method? Stress concentration zones – basic sources of damages development. Micro and macro-defects on the metal surface and in deep layers of metal. 6. Advantages of MMM method: Any special preparation (metal dressing and the like) of the object to be examined is not required. Special magnetization is not required because the natural magnetization formed at manufacturing and working of products is used. MMM method can be used both at operation of the object to be examined and at its repair. MMM method is unique NDT method to detect stress concentration zones and defects on the surface and in the deep layers of metal within 1mm in express-inspection mode. At the inspection by MMM method the small-size instruments having self-contained supply, recording device, microprocessor and up to 32MB memory unit are used. MMM method allows to carry out 100% quality control of engineering products and their sorting in mass line production. Increasing of inspection efficiency and reliability at combination of the MMM method with conventional NDT methods. 7. Differences from conventional NDT methods (ultrasonic inspection, magnetic

应力集中的分析

1.应力集中的现象及概念 材料在交变应力作用下发生的破坏称为疲劳破坏。通常材料承受的交变应力远小于其静载下的强度极限时，破坏就可能发生。另外材料会由于截面尺寸改变而引起应力的局部增大，这种现象称为应力集中。对于组织均匀的脆性材料，应力集中将大大降低构件的强度，这在构件的设计时应特别注意。 承受轴向拉伸、压缩的构件，只有在寓加力区域稍远且横截面尺寸又无急剧变化的区域内，横截面上的应力才是均匀分布的。然而工程中由于实际需要，某些零件常有切口、切槽、螺纹等，因而使杆件上的横截面尺寸发生突然改变，这时，横截面上的应力不再均匀分布，这已为理论和试验所证实。 如图 2-31[a] 所示的带圆孔的板条，使其承受轴向拉伸。由试验结果可知 : 在圆孔附近的局部区域内，应力急剧增大，而在离开这一区域稍远处，应力迅速减小而趋于均匀( 图 2 — 31[b]) 。这种由于截面尺寸突然改变而引起的应力局部增大的现象称为应力集 中。在 I — I 截面上，孔边最大应力与同一截面上的平均应力之比，用表示 称为理论应力集中系数，它反映了应力集中的程度，是一个大于 1 的系数。而且试验结果还表明 : 截面尺寸改变愈剧烈，应力集中系数就愈大。因此，零件上应尽量避免带尖角的孔或槽，在阶梯杆截面的突变处要用圆弧过渡。

在静荷作用下，各种材料对应力集中的敏感程度是不相同的。像低碳钢那样的塑性材料具有屈服阶段，当孔边附近的最大应力达到屈服极限时，该处材料首先屈服，应力暂时不再增大。如外力继续增加，增加的应力就由截面上尚未屈服的材料所承担，使截面上其它点的应力相继增大到屈服极限，该截面上的应力逐渐趋于平均，如图2-32 所示。因此，用塑性材料制作的零件，在静荷作用下可以不考虑应力集中的影响。而对于组织均匀的脆性材料，因材料不存在屈服，当孔边最大应力的值达到材料的强度极限时，该处首先断裂。因此用脆性材料制作的零件，应力集中将大大降低构件的强度，其危害是严重的。这样，即使在静载荷作用下一般也应考虑应力集中对材料承载能力的影响。然而，对于组织不均匀的脆性材料，如铸铁，其内部组织的不均匀性和缺陷，往往是产生应力集中的主要因素，而截面形状改变引起的应力集中就可能成为次要的了，它对构件承载能力不一定会造成明显的影响。 要想搞明白这个问题，我想先要搞明白什么是荷载力、什么是应力？简单地来说荷载力来源于动力源作用于工作终端，其力的大小为工作终端负荷加传动损耗，而应力则是由材料内部的分子发生错位（部分分子受拉力或热力作用其分子链被拉长、而有些分子则受压缩力或冷凝力的作用其分子被压缩，同时这两种变形的分子又相互作用在其过渡区域就会受两种作用力的影响，分子链也会受到破坏产生裂纹）而产生的作用力。人们在生产实践中发现材料在受力情况下都会发生变形，其变形量与受力的大小及受力的区城大小有关，卸载后的剩余应力与局剖的变形量成正比，对台阶轴而言若不加任何措施、由于作用区域小其作用力仅在轴的圆周面上产生作用，轴芯部分并不受力，这种现象本人称它为集肤效应。因此此时的轴肩处的圆周面受到剪切变形，分子链相继受到破坏并向轴芯延伸最终导至轴颈断裂。若在轴肩处采用圆弧过度等措施，相对来说增加了作用区域（两作用力之间的距离增加，材料所允许的扭转角度就变大，随着轴的扭转角度的增加使得轴芯部分有更多的分子链来参加传递动力，这样每个分子链的负荷也就变小很多，轴的寿命也得以延长，值得注意的是这并不意味着此轴可永久使用，因为材料在受力的情况下都会受损，只不过程度不同，程度大的寿命短、程度小的寿命长，这也就是人们常说的疲劳寿命。 现在再来解释过盈配合为什么在边缘处产生应力集中？ 因为是过盈，所以内外圈在接触表面都要产生变形，而不接触的其它表面不会变形。这样接触面区域是压应力，而在接触边缘处轴的材料必然出现拉应力以阻止轮毂边缘和接触区外的材料进一步变形。但配合面的母线是直线，在外力作用下必然要产生相同的变形量，为了协