Метод экспресс-диагностики напряженно-деформированного состояния слабо намагниченных ферромагнитных стержней
Автор: Бардин Алексей Алексеевич, Орлов Андрей Андреевич, Перченко Сергей Владимирович
Журнал: Математическая физика и компьютерное моделирование @mpcm-jvolsu
Рубрика: Физика и астрономия
Статья в выпуске: 1 т.23, 2020 года.
Бесплатный доступ
В работе предложен метод экспресс-диагностики слабо намагниченных ферромагнитных стержней, основанный на измерении значения поперечной компоненты намагниченности. Приведено теоретическое обоснование и показаны границы применимости разработанного метода. Экспериментально исследованы распределения значений поперечной намагниченности на примере стержней, изготовленных из сталей СВ08Г2С и ER-308LSi. Показано, что указанный метод позволяет регистрировать участки с концентрациями механических напряжений без дополнительного подмагничивания исследуемого образца. Такое решение может быть использовано для оперативной диагностики инженерных конструкций.
Намагниченность, датчик холла, деформация, дефектоскопия, поле рассеяния
Короткий адрес: https://sciup.org/149131516
IDR: 149131516 | УДК: 537.622 | DOI: 10.15688/mpcm.jvolsu.2020.1.6
Express diagnostic method of the stress state of weakly magnetized ferromagnetic rods
A method for express diagnostics of weakly magnetized ferro-magnetic rods is proposed. It is based on measuring the stray magnetic field of the rod. We analyze the inverse magnetostatic problem and formulate the conditions when its regularization is possible. In this case, it is possible to connect the value of the average transverse component of magnetization with the results of the measured stray magnetic field. The distributions of transverse magnetization values were experimentally studied using rods made of SV08G2S [transliterated from Russian] and ER-308LSi steels as an example. The studied samples were subjected to impact plastic deformation, tensile deformation, and torsion deformation. It is shown that this method allows to register areas with stress concentrations without additional magnetization of the test sample. A feature of the method is the use of once calculated system functions without solving large systems of equations and using unstable spectral methods. The method is applicable for cylindrical objects of small radius far from the edge of the test sample, when the magnetization in the cross section of the sample can be considered as constant.
Список литературы Метод экспресс-диагностики напряженно-деформированного состояния слабо намагниченных ферромагнитных стержней
- Бубнов, В. А. Механизм перехода аустенита в мартенсит при холодной пластической деформации аустенитных сталей / В. А. Бубнов // Известия высших учебных заведений. Машиностроение. — 2018. — № 11. — С. 14-19. - DOI: http://dx.doi.org/10.18698/0536-1044-2018-ll-14-19.
- Мащенко, И. П. Теоретические основы эффекта Виллари / И. П. Мащенко, А. И. Мащенко // Известия высших учебных заведений. Северо-Кавказский регион. Технические науки. — 2005. — № 3. — С. 4-8.
- Микромагнитный метод микроструктурного анализа ферромагнитных цилиндрических образцов / В. К. Игнатьев, Д. А. Козин, А. А. Орлов, Д. А. Станкевич // Физические основы приборостроения. — 2012. — № 4 (5). — С. 44-57. - DOI: http://dx.doi.org/10.25210/jfop-1204-044057.
- Оперативный неразрушающий контроль несущих конструкций / В. К. Игнатьев, A. В. Никитин, С. В. Перченко, Д. А. Станкевич // Технологии техносферной безопасности. - 2011. - № 6 (40). - С. 9-10.
- Печенков, А. Н. Некоторые прямые и обратные задачи технической магнитостатики / А. Н. Печенков, В. Е. Щербинин. - Екатеринбург : УрО РАН, 2004. - 177 с.
- An electromagnetic oscillation method for stress measurement of steel strands / X. Li, B. Zhang, C. Yuan, C. Tu, D. Chen, Z. Chen, Y. Li // Measurement. - 2018. - № 125. -P. 330-335. - DOI: https://doi.Org/10.1016/j.measurement.2018.05.014.
- Observation of ultrasonic guided wave propagation behaviours in pre-stressed multi-wire structures / X. Liu, B. Wu, F. Qin, C. He, Q. Han // Ultrasonics. - 2017. - № 73. -P. 196-205. - DOI: https://doi.Org/10.1016/j.ultras.2016.08.014.
- Park, S. Magnetic flux leakage-based local damage detection and quantification for steel wire rope non-destructive evaluation / S. Park, J.-W. Kim // Journal of Intelligent Material Systems and Structures. — 2017. — № 1. — P. 15. — DOI: https://doi.org/10.1177/1045389X17721038.
- Study of steel wire ropes defects / M. Lesnak, J. Prochazka, I. Hlavaty, J. Pistora, G. Kostiukova // Applied Mechanics and Materials. - 2014. - № 683. - P. 55-60. - DOI: https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMM.683.55.
- Sutinys, E. Research of wire rope defect using contactless dynamic method / E. Sutinys, V. Bucinskas, A. Dzedzickis // Solid State Phenomena. - 2016. - № 251. - P. 49-54. -DOI: https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/SSP.251.49.
- The effect of variable tensile stress on the MFL signal response of defective wire ropes / G. Gao, M. Lian, Y. Xu, Y. Qin, L. Gao // Insight - Non-Destructive Testing and Condition Monitoring. - 2016. - № 3. - P. 135-141. - DOI: https://doi.Org/10.1784/insi.2016.58.3.135.
