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武汉大学学报(工学版)2025年第10期:弹性阶段钢筋的应力—磁导率本构模型研究

来源:期刊VIP网 时间:


作者:江胜华;何峻峰;孙伟贺;侯建国;

单位:西南大学工程技术学院;武汉大学土木建筑工程学院;宜宾西南大学研究院;

摘要:针对钢筋应力与磁导率的理论模型仍不完善、钢筋应力的磁场测试试验中存在难以分离的环境干扰磁场、钢筋磁信号随应力的变化规律中反转现象仍不明确的现状,推导了弹性阶段钢筋应力与磁导率的本构模型,采用有限元计算了弹性阶段钢筋的磁场梯度与应力的变化规律,并研制了无磁试验系统,通过试验对推导的应力与磁导率的本构模型及有限元计算进行了比较验证。结果表明:当0≤σ≤175.9 MPa(应力反转点)时,钢筋的相对磁导率及磁场梯度随着应力的增加而增加;当175.9 MPa≤σ≤584.3 MPa(屈服强度)时,钢筋的相对磁导率及磁场梯度随着应力的增加而减小;当σ=175.9 MPa时,钢筋的相对磁导率及磁场梯度均达到最大值。由钢筋磁场梯度绝对值的平均值随应力的变化曲线可知,试验实测值与有限元计算值的误差的平均值、标准差分别为7.08%、6.21%。试验值与有限元计算值基本一致,可为钢筋应力的磁场监测提供参考。

关键词:钢筋;;弹性阶段;;力-磁效应;;磁场梯度张量;;磁导率

基金资助:国家自然科学基金项目(编号:51208078);; 重庆市技术创新与应用示范(社会民生类)项目(编号:cstc2018jscxmsybX0028);; 四川省重点研发项目(编号:2023YFS0438);; 重庆市教育委员会科学技术研究项目(编号:KJZDM202500201)