摘要：本文以上海地铁二号线轮对材料R9T钢为研究对象，以金属磁记忆检测技术为理论基础，通过ANSYS仿真软件对模型进行仿真与分析。先用 SolidWorks 进行建模，然后用Workbench 软件进行静力分析试验，再用 Maxwell 软件对静力分析结果施加一个磁场。通过这种方式来研究不同大小的应力对模型的表面漏磁场的影响，并通过图表来分析模型受不同载荷时所得到的漏磁场变化，对比不同之处。试验结果表明：模型在受到外载荷后，模型内会产生应力，表面的漏磁场在应力集中区域会发生变化。当磁信号曲线出现一个峰值，也就对应了模型在受外载荷后最大的应力集中区域。

关键词：金属磁记忆检测技术；ANSYS；漏磁；仿真软件；力磁效应

Analysis of Stress-Magnetization Effect of Metro Wheel Set

Abstract ：This paper takes the wheel set material R9T steel of Shanghai metro line two as the research object, and the model is simulated and analyzed by ANSYS simulation software based on the theory of metal magnetic memory detection technology. The modeling is carried out by SolidWorks, then static analysis test is carried out by Workbench software, and a magnetic field is applied to the static analysis result with Maxwell software. By this way, the table of different sizes of stress to the model is studied. The effect of the magnetic flux leakage field on the surface is analyzed and the magnetic flux leakage field changes of the model are analyzed by the diagram.  The experimental results show that the model will produce stress after the external load, and the leakage magnetic field will change in the stress concentration area. When the magnetic signal curve has a peak, it also corresponds to the maximum stress concentration area of the model after being subjected to external load.

Key Words: Metal Magnetic Memory Testing Technology; ANSYS; Magnetic Flux Leakage; Simulation  Software; Stress-Magnetization Effect

目录

1 绪论 1

1.1 选题的目的和意义 1

1.2 金属磁记忆检测技术的国内外研究状况 1

1.2.1 国外研究现状 2

1.2.2 国内研究现状 2

1.3 未来发展趋势 3

1.4 本论文的主要工作 3

2 铁磁性材料的基础理论 4

2.1 铁磁性材料的磁学特性 4

2.1.1 铁磁性材料的概念 4

2.1.2 材料的磁性分类 4

2.1.3 铁磁性材料的磁化特性 5

2.2 铁磁性材料的力学特性 7

2.2.1 铁磁性材料的应力类型介绍 7

2.2.2 铁磁性材料的应力集中现象 8

2.2.3 铁磁性材料的屈服强度 8

2.2.4 铁磁性材料的形变分类 9

2.3 本章小结 9

3 金属磁记忆检测技术 10

3.1 金属磁记忆检测简介 10

3.2 金属磁记忆检测技术特点 12

3.3 本章小结 12

4 铁磁性模型的力磁关系研究 13

4.1 具体研究方案 13

4.1.1 研究目的 13

4.1.2 模型的数据 13

4.1.3 试验软件 14

4.1.4 试验方案 14

4.2 试验结果分析 15

4.2.1 Workbench 静力分析结果图 15

4.2.2 Maxwell磁场分析结果图 18

4.3 试验结论 20

4.4 本章小结 20

5 总结与展望 22

5.1 总结 22

5.2 展望 22

致谢 24

参考文献 25

附录 27

1 绪论

1.1 选题的目的和意义

中国作为世界上人口第二多的大国家，人口数量已突破13亿、城市少，城市人口密度非常高，尤其是上海、北京、深圳等等一线城市。随着我国城市迅速发展，急剧上升的城市人口将会导致交通运输的客流大幅度上升，因此，我国的地铁发展是必要的和必然的。现今在一线城市，地铁几乎成为了大多数人出行游玩的交通工具。就以上海为例，无论是高峰时段还是非高峰时段，地铁的客流量都非常大。只要地铁有运营，就会有损耗。而车轮作为地铁车辆的主要受力部件，属于地铁运行的关键部件。