附件3：機(jī)械汽車行業(yè)計(jì)量技術(shù)規(guī)范項(xiàng)目建議書建議項(xiàng)目名稱殘余應(yīng)力磁各向異性檢測(cè)儀器校準(zhǔn)規(guī)范制定或修訂■制定□修訂被修訂計(jì)量技術(shù)規(guī)范號(hào)計(jì)量技術(shù)規(guī)范性質(zhì)□檢定規(guī)程■校準(zhǔn)規(guī)范計(jì)量技術(shù)規(guī)范類別■重點(diǎn)□基礎(chǔ)主要起草單位中國(guó)礦業(yè)大學(xué)聯(lián)系人劉海順聯(lián)系電務(wù)年限2022-2023年申請(qǐng)經(jīng)費(fèi)萬元參加單位北京理工大學(xué)、中國(guó)兵器工業(yè)第五九研究所具備的特點(diǎn)■安全■節(jié)能■環(huán)保■自主創(chuàng)新□其他＿＿＿目的、意義和必要性隨著社會(huì)高速發(fā)展和科技不斷進(jìn)步，為保證國(guó)之重器和大跨鋼結(jié)構(gòu)的正常使用及安全性、耐久性、整體穩(wěn)定性，需要對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的健康狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)并做出評(píng)估，盡早發(fā)現(xiàn)災(zāi)害隱患、及時(shí)采取必要的防災(zāi)修復(fù)措施。構(gòu)件應(yīng)力水平準(zhǔn)確檢測(cè)是決定結(jié)構(gòu)安全的最重要因素之一，尤其是構(gòu)件關(guān)鍵部位，其受力、變形、損傷、材料特性變化直接影響到整個(gè)器件和結(jié)構(gòu)的壽命。磁各向異性應(yīng)力無損檢測(cè)技術(shù)能對(duì)鐵磁性構(gòu)件應(yīng)力狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)、無損、便攜測(cè)量，引起了國(guó)內(nèi)外專家學(xué)者的高度重視，取得了不少研究成果。基于鐵磁性構(gòu)件在應(yīng)力狀態(tài)下磁特性沿方向的變化，中國(guó)礦業(yè)大學(xué)實(shí)現(xiàn)了對(duì)其所處應(yīng)力狀態(tài)的測(cè)量。對(duì)這些鐵磁性構(gòu)件進(jìn)行的磁激勵(lì)，并檢測(cè)其發(fā)出的磁信號(hào)，根據(jù)磁信號(hào)與應(yīng)力的對(duì)應(yīng)關(guān)系，結(jié)合力學(xué)解析理論，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)其應(yīng)力狀態(tài)的檢測(cè)（如結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分布或損傷等），該檢測(cè)技術(shù)已經(jīng)在機(jī)械工程、壓力容器、能源、石油化工等很多領(lǐng)域獲得初步應(yīng)用。盡管應(yīng)力磁各向異性檢測(cè)儀便攜、非接觸、無損傷，但目前仍缺乏統(tǒng)一的評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)和校準(zhǔn)規(guī)范，測(cè)量基準(zhǔn)和標(biāo)定混亂，導(dǎo)致測(cè)量重復(fù)性差，嚴(yán)重影響了測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性，與其它檢測(cè)技術(shù)也難以定量比較，阻礙了這項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展、應(yīng)用和推廣。因此，對(duì)應(yīng)力磁性檢測(cè)儀器校準(zhǔn)方法及計(jì)量規(guī)范建設(shè)需求迫切、意義重大，且具有廣闊的應(yīng)用前景和重要的科學(xué)價(jià)值。國(guó)之重器和大跨鋼結(jié)構(gòu)等鐵磁性構(gòu)件安全性評(píng)估迫切需要制定殘余應(yīng)力磁各向異性檢測(cè)儀器校準(zhǔn)規(guī)范，這不但有助于提升該類測(cè)量技術(shù)的可靠性、準(zhǔn)確性，推動(dòng)技術(shù)進(jìn)步和發(fā)展應(yīng)用，而且對(duì)提高鐵磁性構(gòu)件應(yīng)力檢測(cè)水平、促進(jìn)不同測(cè)量技術(shù)之間的兼容與協(xié)調(diào)發(fā)展具有重要意義。范圍和主要計(jì)量特性計(jì)量技術(shù)規(guī)范的適用范圍本規(guī)范適用于實(shí)驗(yàn)室和在役鐵磁性構(gòu)件應(yīng)力磁各向異性檢測(cè)儀的首次校準(zhǔn)、后續(xù)測(cè)試及使用中的檢驗(yàn)校準(zhǔn)，用以保障設(shè)備定點(diǎn)無損檢測(cè)鐵磁性構(gòu)件內(nèi)部（殘余）應(yīng)力的可靠性和準(zhǔn)確性。以典型儀器或?qū)嶒?yàn)設(shè)備（注明儀器型號(hào)）為依據(jù)，提出計(jì)量特性的技術(shù)指標(biāo)，包括其名稱、測(cè)量范圍和最大允許誤差以中國(guó)礦業(yè)大學(xué)研制的“MX-59型應(yīng)力磁各向異性檢測(cè)儀”為例，主要計(jì)量特性的技術(shù)指標(biāo)：1）工作電壓220V，額定功率50W；2）勵(lì)磁頻率0~1000Hz，勵(lì)磁電流0.3~1.0A；3）信號(hào)輸出電壓5V；4）可測(cè)樣品大小：長(zhǎng)、寬不小于50mm；5）應(yīng)力測(cè)試誤差：±25MPa；3.以中國(guó)礦業(yè)大學(xué)研制的“MX-59型應(yīng)力磁各向異性檢測(cè)儀”為例，主要計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)指標(biāo)：1）準(zhǔn)確度（示值最大允許誤差）:±25MPa；2）穩(wěn)定度（檢測(cè)重復(fù)度）：30MPa；3）靈敏度（分辨力）：±1MPa；4）可靠性（MTBF）：3個(gè)月；5）響應(yīng)特性：0～600MPa。4.簡(jiǎn)要描述主要計(jì)量項(xiàng)目的技術(shù)原理應(yīng)力磁各向異性測(cè)量方法主要利用（殘余）應(yīng)力的存在會(huì)導(dǎo)致鐵磁性材料的磁導(dǎo)率在各個(gè)方向的分布變化，使得某些鐵磁性構(gòu)件的磁導(dǎo)率分布由無應(yīng)力狀態(tài)的磁各向同性轉(zhuǎn)變?yōu)楦飨虍愋誀顟B(tài)，利用研制的測(cè)試設(shè)備根據(jù)輸出信號(hào)與磁參量及應(yīng)力的對(duì)應(yīng)關(guān)系，從而實(shí)現(xiàn)應(yīng)力的有效檢測(cè)。應(yīng)力磁各向異性測(cè)試系統(tǒng)由勵(lì)磁系統(tǒng)、信號(hào)采集系統(tǒng)、信號(hào)處理系統(tǒng)、加載系統(tǒng)和待測(cè)試件等幾部分組成。其中，加載系統(tǒng)對(duì)試件施加載荷；勵(lì)磁系統(tǒng)主要用于產(chǎn)生穩(wěn)定的激勵(lì)磁場(chǎng)；信號(hào)采集系統(tǒng)主要用來接收由于電磁感應(yīng)而產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)隨外加載荷的變化；信號(hào)處理系統(tǒng)對(duì)接收的信號(hào)進(jìn)行存儲(chǔ)、處理，得到需要的數(shù)據(jù)，并顯示出來。與其它無損應(yīng)力測(cè)量方法相比，磁性應(yīng)力無損檢測(cè)法在實(shí)踐中表現(xiàn)出很多明顯的優(yōu)點(diǎn)，如響應(yīng)快、測(cè)量便捷、價(jià)格低廉、使用方便，既可進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室研究，也可以進(jìn)行在線在役測(cè)量，適用于鐵磁材料構(gòu)件各個(gè)階段的應(yīng)力及健康狀況診斷，在鐵磁材料構(gòu)件的疲勞強(qiáng)度和壽命評(píng)估中也具有廣闊的發(fā)展空間。水平■國(guó)際先進(jìn)□國(guó)內(nèi)先進(jìn)國(guó)內(nèi)外情況簡(jiǎn)要說明與國(guó)內(nèi)相關(guān)技術(shù)規(guī)范之間的關(guān)系本規(guī)范的內(nèi)部應(yīng)力磁各向異性檢測(cè)儀原理不同于其它磁性檢測(cè)方法，如巴克豪森效應(yīng)、磁致聲發(fā)射和磁記憶等，明顯不同之處在于：一是本規(guī)范的儀器通過得到試件磁導(dǎo)率的變化情況來反映其內(nèi)部應(yīng)力的大小；二是本申報(bào)儀器規(guī)范的傳感器探頭采用方法不同于其它磁無損檢測(cè)方法，所采用的是四極和九極高性能軟磁非晶納米晶傳感器探頭。該技術(shù)規(guī)范屬于國(guó)內(nèi)外首創(chuàng)，目前還沒有見到過任何報(bào)道。指出是否發(fā)現(xiàn)有知識(shí)產(chǎn)權(quán)的問題，或涉及專利的情況：無3.本項(xiàng)目來源主要依托三個(gè)國(guó)家級(jí)科研項(xiàng)目（1）國(guó)家科技部NQI專項(xiàng)：多維度應(yīng)力場(chǎng)高準(zhǔn)確度定量表征與測(cè)量關(guān)鍵技術(shù)研究（2021YFF0600500）；（2）國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目：高性能鐵磁性塊體非晶合金的探索與結(jié)構(gòu)性能研究（51631003）；（3）國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目：礦山支護(hù)磁性無損監(jiān)測(cè)及預(yù)警的相關(guān)基礎(chǔ)研究（51074155）。主要起草單位（簽字、蓋公章）