Способ определения полей напряжений в деталях из ферромагнитных материалов
Способ относится к области неразрушающего контроля действовавших в детали полей напряжений в процессе эксплуатации. Производят намагничивание участка поверхности детали в виде матрицы локальных магнитных меток, имеющих два разноименных полюса S и N, с определенными шагом и периодом. Определяют разность экстремальных значений магнитного поля в полюсе S и полюсе N, которая является амплитудой магнитного поля метки. Напряжения, действовавшие в детали, определяют по градуировочному графику и относительному изменению амплитуды магнитного поля после нагружения в каждой точке. Технический результат - повышение точности и информативности полей напряжений в деталях и металлоконструкциях. 4 ил.
Изобретение относится к неразрушающему контролю деталей и металлоконструкций, в частности для определения полей напряжений, действовавших в них в процессе эксплуатации. Может быть использовано для определения динамических полей напряжений, мест перегрузок и опасных сечений в деталях и металлоконструкциях, предупреждение поломок, аварий, а также при конструкторской разработке новой техники.
Наиболее близким техническим решением к изобретению является способ измерения импульсных механических напряжений, заключающийся в нанесении магнитных меток на ферромагнетик путем локального намагничивания и регистрации конечной индукции магнитного поля этих меток при действии импульса силы [1] . К недостаткам способа относится низкая точность измерения, обуславливается влиянием внешних магнитных полей и остаточной намагниченности материала изделия, а также отсутствием информации о полярности меток, их плотности и др. В а.с. [2] был предложен способ уменьшения влияния внешних магнитных полей, заключающийся в намагничивании проволоки разнополярными импульсами и измерении суммарного поля разнонаправленных остаточно намагниченных участков. К недостаткам способа относится применение только проволоки, а вследствие этого использование одномерного измерения. Задачей изобретения является повышение точности и информативности при определении полей напряжений в деталях и металлоконструкциях. Технический результат достигается тем, что поверхность детали намагничивается в виде матрицы локальных магнитных меток с определенными параметрами. Затем при сканировании матрицы производится запись магнитограмм с матрицы и по ним определяются экстремальные значения амплитуды магнитного поля каждой метки. После этого производится нагружение образца. Далее проводится повторное сканирование матрицы и определяется амплитуда магнитного поля меток в тех же точках поверхности, но уже после нагружения. Величина действовавших напряжений в области метки определяется по относительному изменению амплитуды магнитного поля метки и градуировочному графику. Магнитная метка представляет собой остаточно намагниченный в одном направлении участок детали, на котором расположены полюса N и S. Матрица магнитных меток (фиг. 1, где: a - расстояние между полюсами метки, b - шаг матрицы, c - период матрицы) позволяет определять поля напряжений и, кроме того, уменьшать влияние внешнего магнитного поля Земли или поля лаборатории, остаточной намагниченности материала изделия и краевого эффекта на результаты измерения. В конечном итоге все это позволяет повышать точность измерений. Положительный эффект достигается тем, что при использовании матрицы магнитных меток создается участок одного направления намагниченности чередующийся с участком противоположного направления намагниченности, расположенный между метками (фиг. 1). Поэтому в результате действия внешнего магнитного поля на магнитную метку уменьшается остаточная намагниченность одного полюса (например, N![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/30/300910.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/30/300911.gif)
Формула изобретения
Способ определения полей напряжений, заключающийся в локальном намагничивании поверхности ферромагнетика и регистрации величины магнитного поля рассеивания до и после нагружения, отличающийся тем, что на образец наносится матрица магнитных меток при шахматном расположении полюсов с отношением шага матрицы к расстоянию между полюсами не менее 2,5, а величина напряжений определяется по относительному изменению амплитуды магнитного поля в каждой метке и градуировочному графику.РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4