应力大小及其分布分析

研究工作已经证实，对于相同的材料来说，拉压应力产生的磁场畸变是不同的，但其根本的物理机制还没有完全解释清楚。从Jiles的磁机械效应原理分析，主要体现在该应力下磁弹性系数相对于磁化强度变化的规律上。从实际的检测效果上看，拉应力产生的磁场畸变比同样大小的压应力更为显著。

按照等效场理论分析，如果材料在线弹性范围内，磁弹系数随着磁化强度的变化没有改变的话，应力导致的磁场强度的变化和应力大小成正比关系，这从式（5.3-5）可以明确地反映出来。较大的应力集中会产生较强的磁场畸变，这一点也在实际检测中得到了验证。

应力影响的另外两个方面就是最大应力点的位置和应力集中的分布问题，其中最需要说明的是最大应力点位置问题。

图5.3-6是利用经典的带孔平板试验获得的应力集中产生的磁场畸变曲线，可以清楚地看到，应力集中系数和磁场的分布有一定的对应关系。应力集中产生的畸变场垂直分量的“零点”对应着最大应力集中点，通常应力的最大值也出现在最大的应力集中系数处。值得说明的是，“过零点”在实际工程应用中要充分考虑到环境磁场的影响，用绝对的“零”来判断往往会出现问题。更可操作的方法是确定出现磁场两个正负峰值的中间位置。(www.xing528.com)

图5.3-6 应力集中系数与金属磁记忆磁场垂直分量分布（横坐标表示位置，以最大应力点位置为0点，纵坐标为磁场强度）