地磁环境磁场对什么有影响？

地磁场是一个矢量场，工件在地磁环境中和地磁场的夹角不同，作用在工件上的磁场也不同，同样的应力集中是不是会因为在地磁环境中不同的方位会产生不同的磁场畸变，这一直是困扰金属磁记忆方法的一个关键问题，关系到应用金属磁记忆方法的可靠性。设计如图5.3-11所示的试样，在三维可控亥姆霍兹线圈中，将试样进行拉伸，这样在试样的中心孔周围会产生应力集中，按照图5.3-12的数据改变线圈产生的磁场，仿真同样的应力集中在地磁场不同方位下的情况。

沿图5.3-11点画线扫描磁场，将应力加载前后的数据差分，获得应力集中导致的磁场畸变数值，将其分布结果的峰-峰值取出，按照应力方向和仿真的地磁场方向的夹角为自变量做出图5.3-13，显示应力集中产生的磁场畸变和所在的地磁环境的方位有密切的关系：平行于拉伸方向的磁场越大，应力集中产生的磁场畸变的峰-峰值越大；当磁场基本上垂直于拉伸方向时，峰-峰值也趋向于最小。

通常，磁记忆方法是在地磁环境下进行的，如果没有其他磁场的存在，地磁场就是全部的外部磁场，它的影响是检测必须考虑的重要因素。上述试验结果可以清楚地解释地磁场的作用。

从图5.3-13可以看出，在地磁环境下产生的应力集中，如果采用金属磁记忆信号的峰-峰值来简单地标定应力集中的大小的话，会出现问题。从另外一个方面讲，实际工件中应力集中的分布不可能是理想的单一方向，也就不存在因为应力方向和地磁场方向垂直，就不存在应力集中不会产生磁记忆畸变场的问题，这也为其工业应用提供了依据。

图5.3-11 试样尺寸示意图（点画线为扫查路线和拉伸载荷方向，厚度1mm）

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图5.3-12 外磁场强度变化

图5.3-13 畸变磁场大小峰-峰值的极坐标显示

需要指出的是，如果环境磁场不仅仅是地磁场时，问题将变得非常复杂。环境磁场有两种含义：一是应力集中产生时的外部磁场环境，如焊接残余应力产生时，就不完全是地磁环境，还有电弧产生的磁场；另一是测试应力集中产生的磁场畸变时的外部磁场，如一个工件在磁粉检测后存在剩余磁场时。

上述情况非常复杂，已经开展了部分工作，但涉及材料、应力集中状态、环境磁场等多个因素，需要做的工作还很多。