DOI: https://doi.org/10.20998/2409-9295.2019.20.16

Залежність поздовжньої магнітної проникності і поперечної електропровідності від механічних навантажень на валу

Борис Митрофанович Горкунов, Сергей Геннадьевич Львов, Салиба Абдель Нур, Шахин Іссам

Анотація


В роботі розглянуто трансформаторний вихрострумовий перетворювач, включений за диференційною схемою, і запропоновано метод контролю механічної напруги в металевих циліндричних виробах в реальному часі. На основі наявності кореляційних зв'язків між електромагнітними характеристиками металів та їх структурним станом запропонований метод безконтактного контролю механічної деформації виробів. Обрано узагальнений нормований інформативний магнітний параметр і на його основі отримані основні функції перетворення для визначення змін відносної магнітної проникності і питомої електричної провідності навантажених виробів щодо стандартного зразка. Показана можливість використання диференціального методу для збільшення чутливості контролю механічних параметрів циліндричних виробів. Розроблено фізичну модель електромагнітного перетворювача з виробом, який піддається крученню, дано теоретичне обгрунтування на рівні доменної структури досліджуваного матеріалу і електромагнітних явищ. Створена експериментальна установка, отримані результати експериментальних досліджень впливу механічного моменту, викликаного крутінням об'єкта, на його електромагнітні властивості. Запропоновано амплітудний і фазовий методи контролю механічних напружень. Результати робіт дозволяють зробити висновок, що існує раціональний режим роботи перетворювача в діапазоні 1≤х≤3, при якому для η = 0,38 похибки визначення mr і  не перевищують 1% і 3% відповідно. Слід зауважити, що в цьому ж діапазоні зміни х відносна чутливість перетворювача максимальна. Це дозволяє створювати промислові пристрої безконтактного багатопараметрового контролю фізико-механічних параметрів металевих виробів і конструкцій. Отримані результати теоретичних і експериментальних досліджень не суперечать раніше відомим законам теоретичної механіки, що дозволяє широко застосовувати їх в практиці неруйнівного контролю.

Ключові слова


Трансформаторний вихрострумовий перетворювач; диференціальна схема; контроль механічної деформації; відносна магнітна проникність; питома електрична провідність .

Повний текст:

PDF (Русский)

Посилання


Kljuev, V.V., Shkatov, P.N. Kombinirovannye metody vihretokovogo, magnitnogo i jelektropotencial'nogo kontrolja [Combined eddy current, magnetic, and electropotential control methods]. Moscow, Spektr Publ., 2011. 191 p.

Kljuev, V.V., Muzhickij, V.F., Gorkunov, Je.S., Shherbinin V.E. Nerazrushajushhij kontrol': Spravochnik: Magnitnye metody kontrolja [Non-Destructive Testing: A Handbook: Magnetic control methods]. Moscow, Mashinostroenie, 2004. – vol. 6, Book 1, 832 p.

Bida, G.V. Nerazrushayuschiy kontrol mehanicheskih svoystv stalnogo prokata (obzor). Kontrol prochnostnyih i plasticheskih svoystv. [Non-destructive testing of the mechanical properties of rolled steel (review). Control of strength and plastic properties] Defektoskopiya. No. 5. 2005. 39–53.

Hertlein, B., Davis, A. Nondestructive testing of deep foundations. WILEY publisher, 2006. – 290 p.

Arkadyev, V.K. Elektromagnitnyie protsessyi v metallah [Electromagnetic processes in metals]. Part 1. – M .: Gosenergoizdat, 1934. - 230 p.

Gorkunov, B.M., Kipenskiy, A.V. and S.G. Lvov. Elektromagnitnyiy preobrazovatel dlya kontrolya napryazhennodeformirovannogo sostoyaniya uzlov oborudovaniya elektroprivoda [Electromagnetic transducer to control the stress-strain state of the components of the electric drive equipment] ElektromehanIchnI I energozberIgayuchI sistemi. Ser.: Problemyi avtomatizirovannogo elektroprivoda. No. 3.19. 2012. 182-185.

Gorkunov, B.M., Tyupa, I.V. Vihretokovyiy dvuhparametrovyiy kontrol ferromagnitnyih tsilindricheskih izdeliy [Eddy-current two-parameter testing of ferromagnetic cylindrical bodies] Vesnik NTU "KhPI", Kharkov. – №5. – 2004. 93– 99.

Dwight, G.B. Tablitsyi integralov i drugie matematicheskie formulyi [Tables of integrals and other mathematical formulas]. Moskow, Nauka Publ., 1973. 228 p.

Abrmovits, M., Stigan, M. Spravochnik po spetsialnyim funktsiyam s formulami, grafikami i matematicheskimi tablitsami [Handbook for special functions with formulas, graphs and math tables]. Moskow, Nauka Publ., 1979. 832 p.

Chynkov, B.M. Osnovy metrolohii ta vymiriuvalnoi tekhniky / Kharkivskyi politekhnichnyi instytut, nats. tekhn. un-t. – 2nd ed., pererob. i dop. - Kharkiv : NTU “KhPI”, 2005. - 524 p.

Zakharov, I.P., Kukush, V.D. Teoriya neopredelennosti v izmereniyah [The theory of uncertainty in measurements]. Uch. allowance. – Kharkov. 2002. – 256 p.

Gorkunov, B.M., Avramenko, A.A., Lvov, S.G. Optimizacija raboty jelektromagnitnogo preobrazovatelja pochastote vozbuzhdajushhego polja [Optimization of the electromagnetic transducer operation according to the frequency of the exciting field]. Jenergosberezhenie. Jenergetika. Jenergoaudit. 2014, vol. 2, no 9 (128), pp. 120-124.