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带缺陷钢丝绳拉伸力-磁耦合数值模拟

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【作者】 高志刚苏三庆王威马小平

【Author】 GAO Zhi-gang;SU San-qing;WANG Wei;MA Xiao-ping;College of Architecture and Civil Engineering,Xi’an University of Science and Technology;College of Civil Engineering,Xi’an University of Architecture and Technology;

【通讯作者】 苏三庆;

【机构】 西安科技大学建筑与土木工程学院西安建筑科技大学土木工程学院

【摘要】 金属磁记忆作为一种新兴的钢丝绳无损检测技术,可对钢丝绳应力集中及缺陷部位进行定位,但对其应力状态及损伤程度的量化关系研究不足。为探究带缺陷钢丝绳拉伸状态下应力与金属磁记忆信号之间的联系规律,将缺陷诱发的钢丝绳损伤判别视为钢丝绳应力变化导致磁记忆信号改变的问题。基于磁机械效应及力磁耦合理论,考虑弹性阶段及塑性阶段磁特性参数(磁导率、矫顽力)随铁磁构件应力变化的不同规律,创新性地提出考虑磁导率和矫顽力影响的力-磁耦合修正模型。采用ANSYS有限元模拟软件,对带缺陷的1×7型单股钢丝绳进行静力场计算和环境磁场共同作用下的三维静磁场计算,利用力-磁耦合修正模型对两种物理场进行力-磁耦合。通过与试验结果进行对比分析,发现改进的模型可以较好地分析钢丝绳的力-磁耦合模拟问题,为以数值模拟为手段的钢丝绳拉伸应力与损伤量化关系研究方法奠定了基础。

【基金】 国家自然科学基金(5187848,51578449);陕西省自然科学基础研究重点项目(2018JZ5013)
  • 【DOI】10.13800/j.cnki.xakjdxxb.2019.0410
  • 【分类号】TG115.28
  • 【下载频次】32
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