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

Jazyk: ruština
Rok vydání: 2019
Předmět:
Zdroj: Bulletin of NTU "Kharkiv Polytechnic Institute" Series: Electrical Machines and Electromechanical Energy Conversion; № 20 (1345) (2019): Bulletin of the NTU "KhPI". Series: Electric machines and electromechanical energy conversion; 116-121
Вестник Национального технического университета «ХПИ» .Серия: Электрические машины и электромеханическое преобразование; № 20 (1345) (2019): Вестник НТУ «ХПИ». Серия: Электрические машины и электромеханическое преобразование энергии; 116-121
Вісник Національного технічного університету «ХПІ».Серія: Електричні машини та електромеханічне перетворення енергії; № 20 (1345) (2019): Вісник НТУ «ХПІ». Серія: Електричні машини та електромеханічне перетворення енергії; 116-121
ISSN: 2409-9295
Popis: В работе рассмотрен трансформаторный вихретоковый преобразователь, включенный по дифференциальный схеме, и предложен метод контроля механического напряжения в металлических цилиндрических изделиях в реальном времени. На основе наличия корреляционных связей между электромагнитными характеристиками металлов и их структурным состоянием предложен метод бесконтактного контроля механической деформации изделия. Выбран обобщенный нормированный информативный магнитный параметр и на его основе получены основные функции преобразования для определения приращений относительной магнитной проницаемости и удельной электрической проводимости нагружаемого изделия относительно стандартного образца. Показана возможность использования дифференциального метода для увеличения чувствительности контроля механических параметров цилиндрических изделий. Разработана физическая модель электромагнитного преобразователя с изделием, которое подвергается кручению, дано теоретическое обоснование на уровне доменной структуры исследуемого материала и электромагнитных явлений. Создана экспериментальная установка, получены результаты экспериментальных исследований влияния механического момента, вызванного кручением объекта, на его электромагнитные свойства. Предложены амплитудный и фазовый методы контроля механических напряжений. Результаты работ позволяют сделать вывод, что существует рациональный режим работы преобразователя в диапазоне 1 ≤ х ≤3, при котором для η=0,38 погрешности определения mr и  не превышают 1% и 3% соответственно. Следует заметить, что в этом же диапазоне изменения х относительная чувствительность преобразователя максимальна. Это позволяет создавать промышленные устройства бесконтактного многопараметрового контроля физико-механических параметров металлических изделий и конструкций. Полученные результаты теоретических и экспериментальных исследований не противоречат ранее известным законам теоретической механики, что позволяет широко применять их в практике неразрушающего контроля. (на языке статьи)
This research deals with transformer type eddy-current transducer connected in differential circuit and it also proposes method for real-time evaluating mechanical tension in metal cylindrical products. The authors have proposed contactless method for estimating product mechanical deformation which is based on utilizing correlation connections between metals’ electromagnetic properties and their structural condition. The authors have introduced a generalized normalized informative magnetic parameter and on its basis obtain basic transform functions aided for determining increments of relative magnetic permeability and specific electric conductivity of product under load comparatively to standard sample. The article shows the possibility of using the differential method to increase the sensitivity of the evaluation of cylindrical products mechanical parameters. The authors have developed a physical model of an electromagnetic transducer with a product that is subjected to torsion, a theoretical justification is given at the level of the domain structure of the material under study and electromagnetic phenomena. The authors have created an experimental setup, the results of experimental studies of the influence of the mechanical moment caused by the torsion of an object on its electromagnetic properties were obtained. The research has proposed amplitude and phase methods for evaluating mechanical stresses. The results of the research allow to conclude, that there is an efficient transducer operating mode in the range 1 ≤ х ≤ 3, in which for η = 0,38 errors of mr and  estimation are less than 1% and 3% correspondingly. It is also noticeable, that in this range of x relative sensitivity of transducer is maximal. This allows us to create industrial devices for contactless multi-parameter evaluation of physical and mechanical parameters of metal products and structures. The obtained results of theoretical and experimental studies do not contradict the previously known laws of theoretical mechanics, which allows them to be widely used in the practice of nondestructive testing.
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.
Databáze: OpenAIRE
Externí odkaz: