一种针对铁磁性材料中裂纹扩展尺寸的重构方法

摘要

本发明是一种针对铁磁性材料中裂纹扩展尺寸的重构方法，该方法从磁性无损检测技术基本原理出发，利用信息熵理论同时完成裂纹几何尺寸中长度和深度两组维度信息的重构，方法简便且效率高，具有很高的工程实用价值，提高了机械设备运行的安全性和可靠性。

主权项

一种针对铁磁性材料中裂纹扩展尺寸的重构方法，其特征在于：该方法的步骤如下：步骤一、采用磁性无损检测方法对铁磁构件进行检测，检测时，控制磁敏传感器的提离值保持恒定，提离值的取值范围为0.5～2mm，扫描的行程为S，采集磁信号A₀，绘制行程S与磁信号A₀的关系曲线；步骤二、对行程S内的磁信号A₀进行信息熵分析，获取磁信号在行程S内的第一组熵值E_0i，熵值为无量纲参数，熵值E的通用计算公式为：$E=-\underset{i=1}{\overset{n}{\Sigma }}{p}_i\log p_i$式中，p_i表示磁信号的不确定性取值，i表示磁信号数据点的序号；n表示磁信号数据点的总数；设定该关系曲线的标准偏差σ为临界阈值E_F，即E_F＝σ；步骤三、当铁磁性构件在随后承受疲劳载荷后，采用步骤一、二的方法对铁磁性构件进行检测；对行程S内的所有数据点的第二组熵值E_1i和第一组熵值E_0i进行逐点对应求差：如果某点处差值大于等于故障阈值E_F，侧认为该点处的裂纹萌生并扩展；如果某点处差值小于故障阈值E_F，侧认为该点处的未萌生裂纹；步骤四、计算所有裂纹萌生并扩展点的集合长度M；步骤五、重构裂纹的几何尺寸裂纹的几何尺寸可解构为表面长度L和深度D_i两组参量，根据步骤四的计算集合长度M，定义裂纹的表面长度L等于M，深度D_i的计算公式为：D_i＝Y×(E_1i‑E_0i)式中，折算系数Y是指熵值与裂纹几何尺寸进行换算的比例系数，折算系数Y采用当量试验法或理论分析获得。