Способ определения магнитострикции материала
Способ определения магнитострикции материала относится к измерительной технике и может быть использован для испытания материалов в свободном состоянии и в упругой области деформирования. Точность определения магнитострикции достигается упорядочением структуры контролируемого материала путем удаления измененного поверхностного слоя образца и пластических и упругих внутренних напряжений. Используется также количественная связь линейных размеров образца и физических свойств при резонансе =
0
Uвых/U0вых, где
- магнитострикция контролируемого материала;
0 - магнитострикция эталонного материала; Uвых - индуцируемое напряжение образца из контролируемого материала; Uо вых - индуцируемое напряжение эталона. Ограничение рассеивания магнитострикции, вызванного температурным воздействием, достигается за счет компенсации температурных напряжений внутренними, например, при нормальных условиях. 1 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл.
Изобретение относится к измерительной технике. Оно может быть использовано для испытания материалов, определения их достоверных свойств, например магнитострикции в упругой области деформации.
Под магнитострикцией понимают изменение деформации тела при его намагничивании. Известен способ определения ММ [1], который заключается в том, что измеряют относительное изменение размера образца после его намагничивания. Недостатком его является большая погрешность, что присуще измерению размеров и особенно ощутимо для материалов с малой магнитострикцией и малой длиной образца. Известен также способ определения ММ [2], основанный на использовании проволочных датчиков. На образец наклеивается проволочка, включенная в одно из плеч измерительного моста. Изменение ее длины и электрического сопротивления при магнитострикционном изменении размеров образца с высокой точностью фиксируется электроизмерительным прибором. Здесь измерение линейных размеров заменено измерением физических свойств материала. Однако величина, знак и зависимость магнитострикции от напряженности поля зависит от структуры материала (примесей, холодной и термической обработки), которая до сих пор не учитывалась, что вызывает значительное рассеивание ММ. На магнитострикцию материалов оказывают влияние напряжения. Внутренние и температурные напряжения резко изменяют ММ и практически дают непредсказуемые результаты, т.е. воспроизводимость отсутствует. Под воздействием напряжений происходит деформация кристаллической решетки, изменяется ее энергетическое состояние, что приводит к изменению равновесных расстояний между микрочастицами. В результате атомы смещаются, тело деформируется. Целью настоящего изобретения является повышение точности определения ММ. Поставленная цель достигается тем, что: 1. Изготовляют одинаковые эталонный образец из материала с известной магнитострикцией и образец из контролируемого материала резанием при чистовом, соответствующем взаимной компенсации дефектов структуры поверхностного слоя от силового и теплового воздействия процесса резания по прекращению приращения частоты продольных собственных колебаний, стабилизируют их до полного удаления пластических внутренних напряжений, контролируют стабильность образцов по прекращению приращения контролируемого параметра - частоты собственных колебаний, возбуждают собственные колебания в свободном состоянии при нормальных условиях и постоянной амплитуде входного напряжения, измеряют величину индуцируемого напряжения при воспроизводимой частоте собственных колебаний, а магнитострикцию контролируемого материала определяют из уравнения (1)![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/5/55602.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/955.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/955.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/5/55603.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/5/55604.gif)
где
![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/5/55605.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/955.gif)
Uвых, Uо вых - индуцируемое выходное напряжение соответственно образца из контролируемого материала и образца эталона при входном напряжении Uвх= const. Пример. Измерена магнитострикция ферромагнитных материалов на образцах Ф6/100 мм, стабилизированных отжигом, после удаления измененного поверхностного слоя. В качестве эталона использован образец из никеля с магнитострикцией при нормальной температуре
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/955.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/183.gif)
Входная и выходная катушки намотаны проводом ПЭВ-2 диаметром 0,15 мм, число витков входной Пвх=700 шт, выходной Пвых=1900 шт. Использован генератор типа Г3-33, ламповый вольтметр В3-13, электронно-счетный частотомер Ч3-35. Результаты измерений индуктируемых напряжений и расчета магнитострикции при индуктируемых напряжений и расчета магнитострикции при Uвх=2b=const сведены в таблицу. Использование предлагаемого способа имеет следующие преимущества по сравнению с известными:
а - повышение точности определения ММ;
б - уменьшение трудоемкости определения ММи
Формула изобретения
![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/5/55606.gif)
где
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/955.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/955.gif)
Uвых, U0вых - индуцируемое напряжение образца соответственно из контролируемого и эталонного материалов. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что материал образцов отбирают по равенству пределов текучести при растяжении и сжатии.
РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3