磁测法：检测钢结构桥梁焊接残余应力的新途径

“磁测法测试钢结构桥梁的焊接残余应力 (2010年)” 本文主要探讨了磁测法在测试钢结构桥梁焊接残余应力中的应用，这是一种基于铁磁材料压磁效应的新方法。作者刘小渝在2010年的研究中，通过在观音岩长江大桥的足尺比例构件试验中，对焊接完成和超声波冲击后的焊缝应力进行了磁测法测试。 首先，磁测法的原理基于铁磁材料在受力时会发生磁化率变化的压磁效应。当应力作用于铁磁材料上时，材料的磁导率会随着应力的变化而变化，这一特性使得磁测法成为一种有效的应力测量手段。通过精确地测量这种磁性变化，可以推算出材料内部的应力分布情况。 试验结果显示，焊接完成后，熔透焊缝中存在显著的焊接残余应力，这些应力在平行和垂直焊缝方向上都很大，甚至接近钢材的屈服强度。这表明焊接过程中产生的热应力和塑性变形在冷却后并未完全消除，可能导致结构的稳定性问题和疲劳损伤。 文章进一步指出，局部构造设计对防止焊接应力集中至关重要。合理的结构设计可以分散焊接产生的局部高温区域，减少应力集中的可能性，从而提高桥梁的安全性和耐久性。 超声波冲击作为一种消除焊缝残余应力的工艺，实验中显示出了显著的效果。这种技术通过高频振动传递到焊缝区域，诱导材料内部产生微小的塑性变形，进而减小或消除残余应力。磁测法的测试结果证实了超声波冲击的有效性，为理解和评估消除残余应力处理的效果提供了直观的数据支持。 磁测法作为一种测试灵敏度高、测试系统简单且操作灵活的方法，不仅能够方便地测试出桥梁钢构件的焊接应力，而且为监测复杂节点的焊缝应力分布提供了实用的工具。这对于确保桥梁结构的健康状态、预防因应力导致的疲劳破坏以及优化消除残余应力的工艺具有重要的实践价值。 该研究强调了磁测法在钢结构桥梁工程中的重要应用，它不仅有助于理解焊接应力的分布，还能指导改善焊接工艺和结构设计，提高桥梁的安全性和使用寿命。同时，这也是一种有前途的技术，有望在未来得到更广泛的应用。