基于磁感电动势考虑磁场角度的钢结构柱检测方法
何连昇
陈猛
东北大学 资源与土木工程学院,辽宁 沈阳 110819
摘要：[目的]钢结构长期服役过程中,钢构件的应力状态是评估结构安全与健康状态的关键参数.现有基于磁感电动势效应的应力检测方法未考虑磁场方向的影响,磁场角度变化会降低检测结果准确性.因此,通过理论分析和试验研究,量化磁场角度对钢结构柱磁感电动势-应力关系的影响程度.[方法]设计Q235B H型钢短柱轴心受压试验,将锰锌铁氧体U型电磁传感器固定于钢翼缘中心并改变其角度.分级加载过程中,同步采集不同应力水平、不同磁场角度下的磁感电动势信号,所有试验重复两次以保证数据可重复性.基于试验数据,建立不同磁场角度下H型钢柱的磁感电动势-应力关系曲线,分析磁场角度对H型钢柱应力与磁感电动势关系的具体影响规律,明确磁感电动势与应力、磁场角度的定量关系,同时通过磁感电动势梯度均值量化磁场角度对钢结构柱磁感电动势-应力关系的影响程度.[结果]在弹性范围内,磁感电动势与压应力呈显著线性负相关.随着磁场角度的增大,磁感电动势-应力关系曲线的斜率变化显著;磁场方向与主压应力方向平行时,信号灵敏度最高;随着磁场角度的增大,灵敏度呈非线性递减,垂直时灵敏度最低,且不同角度下的关系曲线互不相交.[结论]不同磁场角度下,磁感电动势梯度随应力增加趋于定值,且其均值随磁场方向与加载方向偏离角度的增大而减小,表明磁场角度会影响应力检测结果.基于试验结果建立的磁感电动势-应力数学表达式拟合度较好,且磁感电动势梯度均值与磁场角度符合余弦函数关系.
关键词：钢结构柱磁感电动势磁场角度应力角度效应磁信号梯度定量模型无损检测
分类号：TU391(建筑结构)
资助基金：辽宁省自然科学基金(2024-MSBA-28)
论文发表日期：2026-01-25
在线出版日期：2026-03-17（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：8( 120-127 )
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