基于磁记忆的Q235b受弯钢梁力磁效应数值模拟

来源期刊：材料科学与工艺2020年第5期

论文作者：苏三庆 秦彦龙 王威 马小平 左付亮

文章页码：11 - 21

关键词：金属磁记忆;受弯工字钢梁;有限元模拟;力磁耦合;应力集中;

摘    要：为推进金属磁记忆检测技术在建筑钢结构领域的应用,量化金属磁记忆信号与构件应力状态之间的关系,本文以建筑钢框架中常见的工字型钢梁为例,采用ANSYS有限元分析软件,结合应力与磁导率的磁机械耦合模型,对不同载荷工况下的受弯钢梁进行力-磁耦合有限元模拟研究。通过对比集中力作用下4点受弯工字钢梁的试验结果与有限元计算结果,发现二者的漏磁场磁感应强度法向分量B（y）曲线及其峰峰值ΔB（y）具有较好的一致性,证实了模拟方法的可行性与准确性。考虑钢框架在正常使用中的实际受力状态,利用上述模拟方法,对均布荷载作用下两端固结工字钢梁进行力-磁耦合有限元模拟。结果表明,均布荷载作用下漏磁场磁感应强度法向分量B（y）和漏磁场法向分量梯度K（y）曲线均在应力最大和最小处发生突变,且漏磁场法向分量梯度K（y）曲线能较好地反应钢梁应力最大和最小变化区域、幅度和趋势。提出了用应力集中截面磁信号法向分量的平均值B（y）_avg和磁信号法向分量梯度的平均值K_avg表征钢梁在该截面应力变化情况。