МАГНІТНИЙ МЕТОД КОНТРОЛЮ РОЗПОДІЛУ ВЛАСТИВОСТЕЙ ПО ГЛУБИНІ - тема наукової статті щодо загальних та

магнітний

Ціна:

Автори роботи:

Науковий журнал:

Рік виходу:

Текст наукової статті на тему «МАГНІТНИЙ МЕТОД КОНТРОЛЮ РОЗПОДІЛУ ВЛАСТИВОСТЕЙ ПО ГЛУБИНІ»

МАГНІТНИЙ МЕТОД КОНТРОЛЮ РОЗПОДІЛУ ВЛАСТИВОСТЕЙ ПО ГЛУБИНІ

А.А.Лухвіч, А.К. Шукевич, І.М. Морозов, Н.В. Кремен'кова, В.І. Шарандо, О.В. Булатов

Пропонується метод пошарового аналізу властивостей за глибиною. Метод заснований на дослідженні вторинних магнітних полів від шаруватих структур над вільною поверхнею об'єкта контролю та дозволяє досліджувати розподіл за глибиною властивостей, які однозначно пов'язані з кривою намагнічування.

Магнітні методи неруйнівного контролю та дефектоскопії засновані на вимірі вторинного магнітного поля, що створюється інформативним обсягом. Зазвичай при вимірюваннях перетворювач (джерело поля, що намагнічує і вимірювальний елемент) знаходиться в заданому положенні щодо контрольованого об'єкта і по єдиному при кожному вимірюванні сигналу судять про значення контрольованого параметра. Це значення і приписують усьому інформативному обсягу. Однак існує ряд важливих завдань, де за одним значенням параметра ще не можна судити про якість та працездатність всього виробу. Наприклад, при хіміко-термічній обробці сталей необхідні механічні властивості забезпечуються цілком певним розподілом дифузного елемента по глибині. Аналогічна ситуація виникає при контролі загартування методом ТВЧ (розподіл твердості по глибині), контролі механічних напруг та ін.

У випадку рішення таких завдань зводиться до контролю розподілу магнітних властивостей по глибині контрольованого об'єкта. Природно припустити, що різний характер розподілу магнітних властивостей за глибиноюінформативного обсягу призводить до різного розподілу вторинних магнітних полів у просторі над контрольованим об'єктом, хоча окремих точках ці значення можуть і збігатися. Отже, якщо одночасно вимірювати вторинне поле в кількох еквівалентних точках простору, то з результатів цих вимірювань можна отримати інформацію про розподіл магнітних властивостей по глибині інформативного обсягу [1].

При вирішенні подібних завдань можна безперервний розподіл замінити дискретним (пошаровим) і кожному окремому шару приписати свою криву намагнічування. Це дозволяє значно спростити рішення, а його відповідність дійсному визначатиметься товщиною шарів та їх загальною кількістю. У загальному випадку кожен шар характеризуватиметься трьома параметрами - товщиною, глибиною залягання (відстань від поверхні) та намагніченістю (кривою намагнічування). Таким чином, для N довільних шарів буде ЗМ невідомих параметрів і, отже, для знаходження кожного з них потрібна система із ЗИ рівнянь (тобто необхідно виміряти вторинне магнітне поле в ЗИ не еквівалентних точках). Число рівнянь можна зменшити, поклавши, наприклад, що всі шари мають однакову товщину.

Поставлене завдання - дослідження розподілу магнітних властивостей по глибині по вторинному магнітному полю - є зворотним завданням магнітостатики і знайти її рішення з урахуванням нелінійних властивостей феромагнетиків практично неможливо. Тому шукатимемо її рішення через рішення прямих завдань, як це зазвичай робиться в неруйнівному контролі (метод градуювання).

Не порушуючи спільності міркувань, розглянемо найпростіший випадок вирішення такого завдання, а саме: припустимо, що виріб плоский, а перетворювач маєциліндричною симетрією. В цьому випадку вторинне поле над об'єктом буде залежати тільки від двох координат - відстані від поверхні по нормалі і відстані від осі симетрії. З урахуванням цього слід вибирати точки обчислення (вимірювання) вторинного поля. Наочне рішення має місце у разі трьох змінних, тобто коли за магнітними властивостями розрізняються лише три рівні за товщиною верхніх шарів, утворені площинами, паралельними поверхні. Отже, весь інформативний обсяг у цьому випадку характеризується чотирма кривими намагнічування: /,(#) або Б(Я), де г = 0, 1,2, 3, і відноситься відповідно до основи і трьох шарів.

Підтвердити можливість практичної реалізації викладеного методу побудови сітки градуювальної можна як розрахунковим шляхом, так і експериментально. У роботі представлені результати чисельних розрахунків запропонованої моделі. Як перетворювач використовувалася система типу броньового сердечника: магнітопровід - чисте залізо, джерело поля - постійний магніт 8тС5. Зовнішній діаметр перетворювача 8 мм. Як модельний матеріал прийнята пластина з низьковуглецевої сталі (типу СтЗ), криві намагнічування якої /0(Я) і В0(Н) добре відомі.

Для побудови сітки градуювальної необхідно мати набір властивостей кожного шару. Цей набір властивостей у разі розрахункової моделі можна задати у вигляді

В,(Н) = ^о(Я), 0 104Тл В^АзІО4 Тл

1 0,90 0,94 0,98 6,263 6,990 8,442

2 0,92 0,94 0,98 6,159 6,900 8,349

3 0,92 0,96 0,98 6,147 6,888 8,337

4 0,90 0,96 0,98 6,250 6,978 8,429

5 0,90 0,96 1,00 6,258 6,985 8,438

6 0,92 0,94 1,00 6,155 6,896 8,345

7 0,92 0,96 1,00 6,142 6,884 8,333

8 0,90 0,96 1,00 6,245 6,973 8,425

У табл. 1 наведенатангенціальна складова сумарного поля, яке в даному випадку являє собою суму алгебри вторинного поля і поля джерела (з рис. 2 видно, що тангенціальні складові цих полів направлені в протилежні сторони). Проте в даному випадку важлива не сама величина поля, а її абсолютна зміна за зміни властивостей окремих шарів. Очевидно, що ця зміна буде однаковою як для сумарного поля, так і для вторинного, хоча за модулем радіальна складова вторинного поля, як випливає з розрахунків, на два порядки більше сумарного.

Для більшої наочності результати, подані у табл. 1, у просторі 5(/г*) схематично можна зобразити (рис. 1) у вигляді комірки у формі деякого шестигранника, причому номер вузла комірки на малюнку відповідає номеру крапки в таблиці. З таблиці і малюнка випливає, кожен вузол осередки характеризується трьома значеннями параметра а1 і ребро відповідає постійному значенню двох параметрів. Крім цього існують пари ребер, що відрізняються

Для подальшого читання статті необхідно придбати повний текст. Статті надсилаються у форматіPDFна вказану при оплаті пошту. Термін доставки становитьменше 10 хвилин. Вартість однієї статті -150 рублів.

Подібні наукові роботи на тему «Загальні та комплексні проблеми технічних та прикладних наук та галузей народного господарства»

БУЛАТОВ ОЛЕГ ВОЛОДИМИРОВИЧ, ЛУК'ЯНОВ АНДРЕЙ ЛЕОНТЬЄВИЧ, ЛУХВИЧ ОЛЕКСАНДР ОЛЕКСАНДРОВИЧ - 2009 р.

КРЕМЕНЬКОВА НАДІЯ ВАСИЛЬЇВНА, ЛУК'ЯНОВ АНДРЕЙ ЛЕОНТЬЄВИЧ, ЛУХВИЧ ОЛЕКСАНДР ОЛЕКСАНДРОВИЧ, ШУКЕВИЧ АНАТОЛІЙ КУПРІЯНОВИЧ — 2009 р.

ПЕЧЕНКОВ ОЛЕКСАНДР МИКОЛАЄВИЧ, СМОРОДИНСЬКИЙ ЯКІВ ГАВРИЛОВИЧ, ЩЕРБІНІН ВІТАЛІЙ ЄВГЕНЬОВИЧ — 2011 р.

БУЛАТОВ ОЛЕГ ВОЛОДИМИРОВИЧ, ЛУХВИЧОЛЕКСАНДР ОЛЕКСАНДРОВИЧ - 2010 р.