基于改进J-A模型的管道力磁解析方法研究

摘要

应力是危害管道运行安全的重要因素之一,为解决金属管道由于受到应力引发的失效问题,对管道进行应力检测。利用剩余磁化强度对应力信号敏感的特性,提出一种基于剩磁技术的应力解析计算方法。从铁磁性材料磁效应的影响机理出发,以自发磁化为基础通过技术磁化理论分析应力对铁磁性材料磁化过程的影响规律。根据J-A(Jiles-Atheron)的理论,建立一种改进力磁耦合模型来解析在不同应力作用下的磁滞回线,从而获得残余磁感应强度。利用ANSYS有限元分析软件,模拟了各种应力作用下的剩磁信号。结果表明:在弹性范围内,剩磁在应力较小时会随着应力的增加而慢慢增大,随着应力的不断增大剩磁会随之降低,且存在线性关系。通过对管材试件的剩磁信号检测,验证了剩磁技术检测管道应力的理论正确性。

关键词

剩磁 / 力磁模型 / 油气管道 / 弹性形变 / 有限元分析