Метод неразрушающего контроля магнитных свойств листовых сталей, его теоретическое и экспериментальное обоснование

• Автор: Кондрашов, Евгений Владимирович
• Шифр специальности: 05.09.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Волгоград
• Количество страниц: 92 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
1. Состояние вопроса и задачи исследования
1.1 Методы измерения магнитных характеристик
1.2 Разработка и создание макета измерительной установки для неразрушающего контроля магнитных свойств листовых изотропных сталей
2. Теоретическое обоснование метода
2.1 Расчет напряженности магнитного поля в стальном диске при кондукционном намагничивании
2.3 Комплексная магнитная проницаемость листа и ее измерение
2.4 Вычисление магнитной проницаемости стали по заданной магнитной проницаемости листа
3. Численное моделирование скин-эффекта в изотропном стальном диске при контактном намагничивании поперечным током
3.1 Постановка задачи
3.2 Конечно-разностные уравнения и эволюционный алгоритм
4. Экспериментальное исследование -л, < _ установки
4.1 Исследование возможности измерения индукции игольчатым датчиком
4.2 Исследование влияния растекания намагничивающего тока на результаты измерения индукции игольчатым датчиком
4.3 Измерение комплексной магнитной проницаемости листа и материала
4.4 Измерение удельной проводимости стали Э43
5. Заключение
Библиографический список
Приложение
Приложение
Приложение
Современное состояние вопроса измерения магнитных характеристик и описание разработанного макета измерительной установки рассматривается в главе 1. Теоретическое обоснование метода проведено в главе 2. Разработке численной модели электромагнитного поля в изотропном стальном диске при намагничивании поперечным током с учетом вихревых токов, гистерезиса и магнитной вязкости посвящена глава 3. Экспериментальное обоснование и проверка работоспособности метода описано в главе 4.
1. Состояние вопроса и задачи исследования 1.1 Методы измерения магнитных характеристик
Электротехнические стали широко используются для изготовления магнитопроводов и магнитоактивных частей разнообразных устройств. Электротехнические стали являются дешевым и технологичным материалом, обладающим большим значением удельного электрического сопротивления и высокими магнитными свойствами, что обеспечивает им широкое применение.
Разнообразными технологическими приемами получают два вида сталей: анизотропные и изотропные [38].
Анизотропные стали применяются в трансформаторострое-нии и крупном электромашиностроении. Область применения изотропных сталей значительно шире. Это различные электродвигатели, генераторы, машинные преобразователи. Изотропные стали находят также применение в сварочных трансформаторах, некоторых видах реле и других изделиях, где магнитный поток охватывает все направления в плоскости листа. В работе рассматриваются изотропные электротехнические стали.
dBy — flijdHsty » (3.6)
Значение sigariS на текущем шаге по времени неизвестно, но вместо него можно использовать значение, полученное на предыдущем шаге [23], С помощью несложных алгебраических преобразований уравнения (3=2) и (3=3) позволяют представить ТНЩ в виде [10] :
н£(I + Ту / dt) - НуТу / dt
dHsty = -2Л
i + ftjTy I fiftdt
Подставим выражение (3.7) в уравнение (3.6), а затем полученное выражение в уравнение (3.5). Сгруппировав слагаемые, п олуч им:

(4/ ІГ? - г, шАрІу) + [(ч / *)2 + Ч /2<*г]яЙи
, ...2 „К „Д7 - (3.8)
+ (п / dz) (Я/ ; ! + Н_і) + УЩіГі - -т—ТА
17 7 (1 + А/ / А>*)Л
где С = 2(?) / г)2 + 2( / 2 (1 + 7 / А)#
Для решения уравнения (3=8) используется итерационный алгоритм. Описанная численная модель реализована в виде компьютерной программы, с помощью которой проведены расчеты для диска радиусом 30 мм и толщиной 0,5 мм. Радиус токоведущего электрода выбран 1,5 мм, расстояния от центра до измерительных электродов соответственно 16,5 и 19 ,5 мм. Амплитудное значение пропускаемого через лист тока задавали в пределах от 5,6 до 113 А, что соответствует напряженности магнитного поля в области измерительных электродов от 50 до 1000 А/м. Магнитные характеристики стали вводились в компьютерную модель заданием следующих точек предельной петли гистерезиса: