一种利用Ni-Mn-Ga-Fe-Cu铁磁形状记忆合金微丝的实时拉应力监测方法

一种利用ni-mn-ga-fe-cu铁磁形状记忆合金微丝的实时拉应力监测方法
技术领域
1.本发明属于监测工程受拉构件受力情况方面的技术领域，涉及一种利用ni-mn-ga-fe-cu铁磁形状记忆合金微丝的实时拉应力监测方法。


背景技术：

2.近年来，国内外桥梁等工程结构的突然破坏和倒塌给人们敲响了警钟，结构安全成为重点关注问题，而实时监测受拉构件的受力状态和使用情况是关系结构安全的极其重要的一步。
3.而现有技术中，材料的电磁信号可以较快地响应出结构的变化，但是对于混凝土等不导电材料，就需要借助其他材料的特性来输出信号，同时不对结构造成破坏。
4.中国专利cn105818822a公开了基于激光超声法实时监测钢轨温度应力的装置及其方法，脉冲激光器发出脉冲激光作用于钢轨，产生超声波，由激光探针接收超声信号，将测量时间数值传送到处理器，实时准确地监测钢轨温度应力，为钢轨无损检测提供新手段，对保障钢轨安全运行具有重要意义。通过超声信号来监测，适用于导电材料的实时拉应力监测。
5.中国专利cn114414359a公开了超高强混凝土高温下单轴受压应力-应变全曲线测试装置，其给出的是在电液伺服压剪试验机中针对混凝土试块的压应力-应变全曲线测试，适用于高温损伤的混凝土试块。
6.中国专利cn111257113a公开了混凝土单轴拉伸应力应变全曲线测试方法及测试装置，其给出的也只是针对混凝土试块，并不能够对国内外桥梁等混凝土工程结构的不同受拉力构件实时进行拉应力测量。
7.中国专利cn110197015a公开了一种坝基预应力锚索有效拉应力测定方法，通过对引起变形的观测资料的建模分析，从坝基水平位移统计模型中计算出坝基水平位移监测值；通过建立大坝三维有限元模型，计算出相应的坝基水平位移模拟值；采取坝基水平位移监测值与坝基水平位移模拟值相互印证的方式确定拉应力数值，其也不能够对国内外桥梁等混凝土工程结构的不同受拉力构件实时进行拉应力测量。
8.综上，在上述应力测量的方式各自存在的技术问题基础上，如何提供一种国内外桥梁等工程结构的拉应力测量方法，特别是混凝土工程结构的拉伸应力的实时测量方法，是本领域亟待解决的技术难题。


技术实现要素：

9.本发明所要解决的技术问题是如何克服现有技术中的应力测量中存在的只能针对混凝土块进行测量，而不能针对混凝土工程结构的拉伸应力进行实时测量；且应力测量装置为固定结构，大多数为通过各处设置的应力传感器来测量，测量结果不准确，不能对混凝土工程结构整体的拉伸应力进行测量；利用模型和模拟数值测量的拉应力数值并不能够
实时测量。
10.为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：
11.一种利用ni-mn-ga-fe-cu铁磁形状记忆合金微丝的实时拉应力监测方法，所述实时拉应力监测方法是将ni-mn-ga-fe-cu铁磁形状记忆合金微丝贴附在构件表面或内置于构件中，与构件受同等大小拉应力，在外加磁场的作用下，通过读取ni-mn-ga-fe-cu铁磁形状记忆合金微丝的磁电阻曲线的斜率信号，结合使用环境温度和反应马氏体相体积分数，定量标度构件所受应力情况，实现对应力值进行实时监测。
12.优选地，所述ni-mn-ga-fe-cu铁磁形状记忆合金微丝利用玻璃包覆法制备合金微丝，获得玻璃包覆的表面圆整度好的铁磁形状记忆合金微丝。
13.优选地，所述ni-mn-ga-fe-cu铁磁形状记忆合金微丝原子百分比为ni
50
mn
27-x
ga
22
fe
x
cu1(x＝0-5)。
14.优选地，所述ni-mn-ga-fe-cu铁磁形状记忆合金微丝的直径为50-400μm，长度为100-1000mm。
15.优选地，所述定量标度构件所受应力情况是先获得所述ni-mn-ga-fe-cu铁磁形状记忆合金微丝的拉伸应变-电阻曲线，然后分别进行了温度电阻率测试和磁电阻率测试，之后利用磁电阻曲线的线性斜率获得马氏体相体积分数，最后通过马氏体相体积分数与应力应变曲线对应得到应力值。
16.优选地，所述拉伸应变-电阻曲线是先选取一段长度为3mm、尺寸均匀的合金微丝进行力学性能表征，然后利用拉伸装置对ni-mn-ga-fe-cu铁磁形状记忆合金微丝进行轴向应力拉伸循环测得。
17.优选地，所述轴向应力拉伸循环：拉伸过程为在上述ni-mn-ga-fe-cu铁磁形状记忆合金微丝轴向施加拉应力直至马氏体相变完成，然后卸载拉应力直至0mpa，之后再次轴向施加拉应力；如此循环100次，1000次。
18.优选地，所述的拉伸应变-电阻曲线，ni-mn-ga-fe-cu铁磁形状记忆合金微丝最大输出应变超过13％且完全可回复，循环1000次仍能保持稳定的输出。
19.优选地，所述的磁电阻率测试是通过在合金丝上引出四根引线，分别接通电流和电压，施加外加磁场，即利用四端法监测合金微丝的磁电阻率变化。
20.优选地，所述ni-mn-ga-fe-cu铁磁形状记忆合金微丝完成力学性能测试之后，利用银胶引线连接合金微丝和电流表、电压表，在外加磁场下，采用四端法测试上述合金微丝的磁电阻温度依赖性和等温磁电阻，获得等温磁电阻曲线。
21.优选地，根据等温磁电阻曲线可以得到上述合金微丝在《0.5t的外加磁场范围内，其磁电阻变化率与外加磁场呈现出线性关系，而且这一线性关系随着拉伸次数的增加保持稳定不变。
22.优选地，马氏体相体积分数不受外加磁场影响，与温度诱导马氏体相变和应力诱导马氏体相变相关，选取合适的公式来表征温度-马氏体相体积分数和应力-马氏体体积分数之间的定量关系。
23.优选地，在不同的使用环境温度下，对应的磁电阻变化率与外加磁场的线性关系不同，可利用相应的公式建立温度和磁电阻变化率的关系，即不同马氏体相体积分数所对应的磁电阻变化率，从而实时获得磁电阻变化率对应的应力值。
24.优选地，不同的使用环境温度为200-320k，磁场强度为《0.5t。
25.优选地，将上述铁磁形状记忆合金微丝应用于结构部件为混凝土桥板受拉部位、桥梁的斜拉索、隧道结构、体育馆屋盖的下弦杆、护坡墙、压力容器外壁等，磁场施加方式为通电线圈/永磁体，磁场大小为0～0.3t，温度范围为320～200k，磁电阻率曲线斜率为-0.69～-1.86，马氏体体积分数为0-100％，监测的应力为0～173mpa。
26.本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：
27.上述方案中，本发明通过玻璃包覆法制备的ni-mn-ga-fe-cu铁磁形状记忆合金微丝的，利用其磁电阻变化率对磁场的线性响应，马氏体相体积分数和应力的对应关系，实时监测混凝土等不导电、无磁性受拉构件的受力状态。
28.本发明解决了传统通过电阻率反映导电材料应力变化的测量精度低、受环境温度影响大的问题，能够应用于混凝土等不导电、无磁性材料。
29.本发明中磁电阻变化率与外加磁场呈现出的线性关系随着拉伸次数的增加保持稳定不变。
30.本发明利用通电线圈或磁铁给上述合金微丝施加外磁场。
31.本发明在一个宽的温度窗口和稳定磁场内工作，宽的温度窗口为200-320k，稳定磁场为《0.5t的磁场。
32.本发明中温度诱导相变前后电阻率变化明显，即可以通过电阻率对不同温度下的马氏体相体积分数进行表征。
33.本发明的整体实时拉应力监测方法简单、生产效率高、产品质量高、可微型化使用、可循环重复使用、流程短和成本低，可以在一个宽的温度窗口内工作，通过微丝在一定的使用环境温度和外加磁场条件下，其磁电阻变化率-马氏体相体积分数-应力依次对应，利于工业大规模推广和使用。
附图说明
34.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
35.图1为本发明ni-mn-ga-fe-cu铁磁形状记忆合金微丝的拉伸应力应变曲线图，其中：图1(a)为微丝循环拉伸曲线图，图1(b)为微丝表面形貌sem图，图1(c)为应变-电阻(电压信号)曲线图，图1(d)为图1(c)对应的拉伸曲线图；
36.图2为本发明ni-mn-ga-fe-cu铁磁形状记忆合金微丝拉伸1000次后，不同磁场下的电阻温度依赖性曲线图；
37.图3为本发明ni-mn-ga-fe-cu铁磁形状记忆合金微丝不同温度下的等温磁电阻曲线以及磁电阻变化率曲线图，其中：图3(a)为温度t＝200k，图3(b)为t＝285k，图3(c)为t＝292k；图3(d)为t＝320k；
38.图4为本发明ni-mn-ga-fe-cu铁磁形状记忆合金微丝的实时拉应力监测元件的原理示意图；其中：
①
为受监测构件，
②
为形状记忆合金微丝；
③
为外加磁场；
④
为电压表；
⑤
为电流表。
具体实施方式
39.下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案和解决的技术问题进行阐述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明专利的一部分实施例，而不是全部实施例。
40.实施例1
41.利用玻璃包覆法制备合金微丝，获得玻璃包覆的表面圆整度好的铁磁形状记忆合金微丝，如图1(b)所示。
42.合金成分为ni
50
mn
24
ga
22
fe3cu1，选取合金微丝的直径为200μm，长度为3mm。
43.利用动态热机械分析仪(dma q800)对上述铁磁形状记忆合金微丝进行室温轴向应力拉伸循环，拉伸过程为在上述铁磁形状记忆合金微丝轴向施加拉应力至马氏体相变完成，卸载应力至0mpa，再次加载卸载应力，如此循环100次，1000次。对前15次拉伸过程进行电阻监测，获取铁磁形状记忆合金微丝的应变-电阻曲线。应力-应变曲线如图1(a)所示，可回复应变在13％左右，且循环性能良好。应变-电阻曲线如图1(c)和(d)所示。
44.上述铁磁形状记忆合金微丝完成拉伸实验之后，分别进行了温度电阻率测试和磁电阻率测试，如图2和3所示。根据图2，相变前后电阻率变化明显，即可以通过电阻率对不同温度下的马氏体相体积分数进行表征。
45.如图4所示，上述铁磁形状记忆合金微丝磁电阻的测试需要利用银胶引线连接铁磁形状记忆合金微丝和电流表、电压表，在外加磁场下，采用四端法测试，根据曲线可以得到上述铁磁形状记忆合金微丝在《0.5t的外加磁场范围内，其磁电阻率变化率与外加磁场呈现出线性关系，而且这一线性关系随着训练次数的增加保持一致。
46.此外，根据图3(a-d)可以得到，上述线性关系在不同温度下均存在但各自斜率不同。因此该参数可以在一个宽的温度窗口内工作，利用磁电阻率变化率获得马氏体相体积分数，通过马氏体相体积分数获得对应的应力数值，即通过磁电阻率变化率来间接获得应力数值。
47.将上述铁磁形状记忆合金微丝
②
应用于混凝土桥板受拉部位(受监测构件
①
)上，其中的直径为200μm，长度根据桥梁的斜拉索实际需要在100-1000mm内确定为30mm。所述方法为，将上述铁磁形状记忆合金微丝
②
的两端沿受拉方向粘结固定在混凝土桥板受拉部位(受监测构件
①
)上，利用通电线圈给上述合金微丝施加外加磁场
③
，利用银胶引线连接铁磁形状记忆合金微丝
②
和电流表
⑤
、电压表
④
，在0.3t的外加磁场下，结合320k的使用环境温度，采用四端法测试通过读取上述铁磁形状记忆合金微丝
②
的磁电阻曲线的斜率为0.69，获得马氏体相的体积分数为0％，与应力应变曲线对应得到应力值为0mpa，说明此时受力为0。当该温度下，磁电阻曲线的斜率为-1.86时，对应马氏体相的体积分数为200k时的100％，与应力应变曲线对应得到应力值为173mpa，即可实时监测结构件的受力状态。
48.实施例2
49.利用玻璃包覆法制备合金微丝，获得玻璃包覆的表面圆整度好的铁磁形状记忆合金微丝，如图1(b)所示。
50.合金成分为ni
50
mn
24
ga
22
fe3cu1，选取合金微丝的直径为200μm，长度为3mm。
51.利用动态热机械分析仪(dma q800)对上述铁磁形状记忆合金微丝进行室温轴向应力拉伸循环，拉伸过程为在上述铁磁形状记忆合金微丝轴向施加拉应力至马氏体相变完成，卸载应力至0mpa，再次加载卸载应力，如此循环100次，1000次。对前15次拉伸过程进行
电阻监测，获取铁磁形状记忆合金微丝的应变-电阻曲线。应力-应变曲线如图1(a)所示，可回复应变在13％左右，且循环性能良好。应变-电阻曲线如图1(c)和(d)所示。
52.上述铁磁形状记忆合金微丝完成拉伸实验之后，分别进行了温度电阻率测试和磁电阻率测试，如图2和3所示。根据图2，相变前后电阻率变化明显，即可以通过电阻率对不同温度下的马氏体相体积分数进行表征。
53.如图4所示，上述铁磁形状记忆合金微丝磁电阻的测试需要利用银胶引线连接铁磁形状记忆合金微丝和电流表、电压表，在外加磁场下，采用四端法测试，根据曲线可以得到上述铁磁形状记忆合金微丝在《0.5t的外加磁场范围内，其磁电阻率变化率与外加磁场呈现出线性关系，而且这一线性关系随着训练次数的增加保持一致。
54.此外，根据图3(a-d)可以得到，上述线性关系在不同温度下均存在但各自斜率不同。因此该参数可以在一个宽的温度窗口内工作，利用磁电阻率变化率获得马氏体相体积分数，通过马氏体相体积分数获得对应的应力数值，即通过磁电阻率变化率来间接获得应力数值。
55.将上述铁磁形状记忆合金微丝
②
应用于桥梁的斜拉索(受监测构件
①
)上，其中的直径为200μm，长度为30mm。所述方法为，将上述铁磁形状记忆合金微丝
②
的两端沿受拉方向粘结固定在桥梁的斜拉索(受监测构件
①
)上，利用通电线圈给上述合金微丝施加外加磁场
③
，利用银胶引线连接铁磁形状记忆合金微丝
②
和电流表
⑤
、电压表
④
，在0.3t的外加磁场下，结合320k的使用环境温度，采用四端法测试，通过读取上述铁磁形状记忆合金微丝
②
的磁电阻曲线的斜率为-0.69，获得马氏体相的体积分数为0％，与应力应变曲线对应得到应力值为0mpa，说明此时受力为0。当该温度下，磁电阻曲线的斜率为-1.86时，对应马氏体相的体积分数为200k时的100％，与应力应变曲线对应得到应力值为173mpa，即可实时监测结构件的受力状态。
56.实施例3
57.利用玻璃包覆法制备合金微丝，获得玻璃包覆的表面圆整度好的铁磁形状记忆合金微丝，如图1(b)所示。
58.合金成分为ni
50
mn
24
ga
22
fe3cu1，选取合金微丝的直径为200μm，长度为3mm。
59.利用动态热机械分析仪(dma q800)对上述铁磁形状记忆合金微丝进行室温轴向应力拉伸循环，拉伸过程为在上述铁磁形状记忆合金微丝轴向施加拉应力至马氏体相变完成，卸载应力至0mpa，再次加载卸载应力，如此循环100次，1000次。对前15次拉伸过程进行电阻监测，获取铁磁形状记忆合金微丝的应变-电阻曲线。应力-应变曲线如图1(a)所示，可回复应变在13％左右，且循环性能良好。应变-电阻曲线如图1(c)和(d)所示。
60.上述铁磁形状记忆合金微丝完成拉伸实验之后，分别进行了温度电阻率测试和磁电阻率测试，如图2和3所示。根据图2，相变前后电阻率变化明显，即可以通过电阻率对不同温度下的马氏体相体积分数进行表征。
61.如图4所示，上述铁磁形状记忆合金微丝磁电阻的测试需要利用银胶引线连接铁磁形状记忆合金微丝和电流表、电压表，在外加磁场下，采用四端法测试，根据曲线可以得到上述铁磁形状记忆合金微丝在《0.5t的外加磁场范围内，其磁电阻率变化率与外加磁场呈现出线性关系，而且这一线性关系随着训练次数的增加保持一致。
62.此外，根据图3(a-d)可以得到，上述线性关系在不同温度下均存在但各自斜率不
同。因此该参数可以在一个宽的温度窗口内工作，利用磁电阻率变化率获得马氏体相体积分数，通过马氏体相体积分数获得对应的应力数值，即通过磁电阻率变化率来间接获得应力数值。
63.将上述铁磁形状记忆合金微丝
②
应用于隧道结构(受监测构件
①
)上，其中的直径为200μm，长度为30mm。所述方法为，将上述铁磁形状记忆合金微丝
②
的两端沿受拉方向粘结固定在隧道结构(受监测构件
①
)上，利用通电线圈给上述合金微丝施加外加磁场
③
，利用银胶引线连接铁磁形状记忆合金微丝
②
和电流表
⑤
、电压表
④
，在0.3t的外加磁场下，结合320k的使用环境温度，采用四端法测试，通过读取上述铁磁形状记忆合金微丝
②
的磁电阻曲线的斜率为-0.69，获得马氏体相的体积分数为0％，与应力应变曲线对应得到应力值为0mpa，说明此时受力为0。当该温度下，磁电阻曲线的斜率为-1.86时，对应马氏体相的体积分数为200k时的100％，与应力应变曲线对应得到应力值为173mpa，即可实时监测结构件的受力状态。
64.实施例4
65.利用玻璃包覆法制备合金微丝，获得玻璃包覆的表面圆整度好的铁磁形状记忆合金微丝，如图1(b)所示。
66.合金成分为ni
50
mn
24
ga
22
fe3cu1，选取合金微丝的直径为200μm，长度为3mm。
67.利用动态热机械分析仪(dma q800)对上述铁磁形状记忆合金微丝进行室温轴向应力拉伸循环，拉伸过程为在上述铁磁形状记忆合金微丝轴向施加拉应力至马氏体相变完成，卸载应力至0mpa，再次加载卸载应力，如此循环100次，1000次。对前15次拉伸过程进行电阻监测，获取铁磁形状记忆合金微丝的应变-电阻曲线。应力-应变曲线如图1(a)所示，可回复应变在13％左右，且循环性能良好。应变-电阻曲线如图1(c)和(d)所示。
68.上述铁磁形状记忆合金微丝完成拉伸实验之后，分别进行了温度电阻率测试和磁电阻率测试，如图2和3所示。根据图2，相变前后电阻率变化明显，即可以通过电阻率对不同温度下的马氏体相体积分数进行表征。
69.如图4所示，上述铁磁形状记忆合金微丝磁电阻的测试需要利用银胶引线连接铁磁形状记忆合金微丝和电流表、电压表，在外加磁场下，采用四端法测试，根据曲线可以得到上述铁磁形状记忆合金微丝在《0.5t的外加磁场范围内，其磁电阻率变化率与外加磁场呈现出线性关系，而且这一线性关系随着训练次数的增加保持一致。
70.此外，根据图3(a-d)可以得到，上述线性关系在不同温度下均存在但各自斜率不同。因此该参数可以在一个宽的温度窗口内工作，利用磁电阻率变化率获得马氏体相体积分数，通过马氏体相体积分数获得对应的应力数值，即通过磁电阻率变化率来间接获得应力数值。
71.将上述铁磁形状记忆合金微丝
②
应用于体育馆屋盖的下弦杆(受监测构件
①
)上，其中的直径为200μm，长度为30mm。所述方法为，将上述铁磁形状记忆合金微丝
②
的两端沿受拉方向粘结固定在体育馆屋盖的下弦杆(受监测构件
①
)上，利用通电线圈给上述合金微丝施加外加磁场
③
，利用银胶引线连接铁磁形状记忆合金微丝
②
和电流表
⑤
、电压表
④
，在0.3t的外加磁场下，结合320k的使用环境温度，采用四端法测试，通过读取上述铁磁形状记忆合金微丝
②
的磁电阻曲线的斜率为-0.69，获得马氏体相的体积分数为0％，与应力应变曲线对应得到应力值为0mpa，说明此时受力为0。当该温度下，磁电阻曲线的斜率为-1.86
时，对应马氏体相的体积分数为200k时的100％，与应力应变曲线对应得到应力值为173mpa，即可实时监测结构件的受力状态。
72.实施例5
73.利用玻璃包覆法制备合金微丝，获得玻璃包覆的表面圆整度好的铁磁形状记忆合金微丝，如图1(b)所示。
74.合金成分为ni
50
mn
24
ga
22
fe3cu1，选取合金微丝的直径为200μm，长度为3mm。
75.利用动态热机械分析仪(dma q800)对上述铁磁形状记忆合金微丝进行室温轴向应力拉伸循环，拉伸过程为在上述铁磁形状记忆合金微丝轴向施加拉应力至马氏体相变完成，卸载应力至0mpa，再次加载卸载应力，如此循环100次，1000次。对前15次拉伸过程进行电阻监测，获取铁磁形状记忆合金微丝的应变-电阻曲线。应力-应变曲线如图1(a)所示，可回复应变在13％左右，且循环性能良好。应变-电阻曲线如图1(c)和(d)所示。
76.上述铁磁形状记忆合金微丝完成拉伸实验之后，分别进行了温度电阻率测试和磁电阻率测试，如图2和3所示。根据图2，相变前后电阻率变化明显，即可以通过电阻率对不同温度下的马氏体相体积分数进行表征。
77.如图4所示，上述铁磁形状记忆合金微丝磁电阻的测试需要利用银胶引线连接铁磁形状记忆合金微丝和电流表、电压表，在外加磁场下，采用四端法测试，根据曲线可以得到上述铁磁形状记忆合金微丝在《0.5t的外加磁场范围内，其磁电阻率变化率与外加磁场呈现出线性关系，而且这一线性关系随着训练次数的增加保持一致。
78.此外，根据图3(a-d)可以得到，上述线性关系在不同温度下均存在但各自斜率不同。因此该参数可以在一个宽的温度窗口内工作，利用磁电阻率变化率获得马氏体相体积分数，通过马氏体相体积分数获得对应的应力数值，即通过磁电阻率变化率来间接获得应力数值。
79.将上述铁磁形状记忆合金微丝
②
应用于护坡墙(受监测构件
①
)上，其中的直径为200μm，长度为30mm。所述方法为，将上述铁磁形状记忆合金微丝
②
的两端沿受拉方向粘结固定在护坡墙(受监测构件
①
)上，利用通电线圈给上述合金微丝施加外加磁场
③
，利用银胶引线连接铁磁形状记忆合金微丝
②
和电流表
⑤
、电压表
④
，在0.3t的外加磁场下，结合320k的使用环境温度，采用四端法测试，通过读取上述铁磁形状记忆合金微丝
②
的磁电阻曲线的斜率为-0.69，获得马氏体相的体积分数为0％，与应力应变曲线对应得到应力值为0mpa，说明此时受力为0。当该温度下，磁电阻曲线的斜率为-0.72时，对应马氏体相的体积分数为292k时的10.9％，与应力应变曲线对应得到应力值为95mpa，即可实时监测结构件的受力状态。
80.实施例6
81.利用玻璃包覆法制备合金微丝，获得玻璃包覆的表面圆整度好的铁磁形状记忆合金微丝，如图1(b)所示。
82.合金成分为ni
50
mn
24
ga
22
fe3cu1，选取合金微丝的直径为200μm，长度为3mm。
83.利用动态热机械分析仪(dma q800)对上述铁磁形状记忆合金微丝进行室温轴向应力拉伸循环，拉伸过程为在上述铁磁形状记忆合金微丝轴向施加拉应力至马氏体相变完成，卸载应力至0mpa，再次加载卸载应力，如此循环100次，1000次。对前15次拉伸过程进行电阻监测，获取铁磁形状记忆合金微丝的应变-电阻曲线。应力-应变曲线如图1(a)所示，可
回复应变在13％左右，且循环性能良好。应变-电阻曲线如图1(c)和(d)所示。
84.上述铁磁形状记忆合金微丝完成拉伸实验之后，分别进行了温度电阻率测试和磁电阻率测试，如图2和3所示。根据图2，相变前后电阻率变化明显，即可以通过电阻率对不同温度下的马氏体相体积分数进行表征。
85.如图4所示，上述铁磁形状记忆合金微丝磁电阻的测试需要利用银胶引线连接铁磁形状记忆合金微丝和电流表、电压表，在外加磁场下，采用四端法测试，根据曲线可以得到上述铁磁形状记忆合金微丝在《0.5t的外加磁场范围内，其磁电阻率变化率与外加磁场呈现出线性关系，而且这一线性关系随着训练次数的增加保持一致。
86.此外，根据图3(a-d)可以得到，上述线性关系在不同温度下均存在但各自斜率不同。因此该参数可以在一个宽的温度窗口内工作，利用磁电阻率变化率获得马氏体相体积分数，通过马氏体相体积分数获得对应的应力数值，即通过磁电阻率变化率来间接获得应力数值。
87.将上述铁磁形状记忆合金微丝
②
应用于压力容器外壁(受监测构件
①
)上，其中的直径为200μm，长度为30mm。所述方法为，将上述铁磁形状记忆合金微丝
②
的两端沿受拉方向粘结固定在压力容器外壁(受监测构件
①
)上，利用永磁体给上述合金微丝提供外加磁场
③
，利用银胶引线连接铁磁形状记忆合金微丝
②
和电流表
⑤
、电压表
④
，在0.3t的外加磁场下，结合292k的使用环境温度，采用四端法测试，通过读取上述铁磁形状记忆合金微丝
②
的磁电阻曲线的斜率为-0.72，获得马氏体相的体积分数为10.9％，与应力应变曲线对应得到应力值为95mpa。当该温度下，磁电阻曲线的斜率为-1.86时，对应马氏体相的体积分数为200k时的100％，与应力应变曲线对应得到应力值为173mpa，即可实时监测压力罐外壁的受力状态，且可以循环使用。
88.上述方案中，本发明通过玻璃包覆法制备的ni-mn-ga-fe-cu铁磁形状记忆合金微丝的，利用其磁电阻变化率对磁场的线性响应，马氏体相体积分数和应力的对应关系，实时监测混凝土等不导电、无磁性受拉构件的受力状态。
89.本发明解决了传统通过电阻率反映导电材料应力变化的测量精度低、受环境温度影响大的问题，能够应用于混凝土等不导电、无磁性材料。
90.本发明中磁电阻变化率与外加磁场呈现出的线性关系随着拉伸次数的增加保持稳定不变。
91.本发明利用通电线圈或磁铁给上述合金微丝施加外磁场。
92.本发明在一个宽的温度窗口和稳定磁场内工作，宽的温度窗口为200-320k，稳定磁场为《0.5t的磁场。
93.本发明中温度诱导相变前后电阻率变化明显，即可以通过电阻率对不同温度下的马氏体相体积分数进行表征。
94.本发明的整体实时拉应力监测方法简单、生产效率高、产品质量高、可微型化使用、可循环重复使用、流程短和成本低，可以在一个宽的温度窗口内工作，通过微丝在一定的使用环境温度和外加磁场条件下，其磁电阻变化率-马氏体相体积分数-应力依次对应，利于工业大规模推广和使用。
95.以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也
应视为本发明的保护范围。