![]() Главная страница Случайная страница Разделы сайта АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Метод высших гармоник и его применение в техникеСтр 1 из 2Следующая ⇒
ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ МЕТОДЫ СТРУКТУРОСКОПИИ И ДЕФЕКТОСКОПИИ ФЕРРОМАГНИТНЫХ ИЗДЕЛИЙ Учебное электронное текстовое издание Подготовлено кафедрой «Физические методы и приборы контроля качества» Научный редактор: чл.-кор. проф., д-р техн. наук В. Е. Щербинин
Ó ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, 2007 Екатеринбург
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 5
МЕТОД ВЫСШИХ ГАРМОНИК И ЕГО ПРИМЕНЕНИЕ В ТЕХНИКЕ 1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ Изучение методики и оборудования для контроля структуры ферромагнитных изделий методом высших гармоник.
2. СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ 1. Изучить физические основы метода высших гармоник. 2. Изучить работу измерителя высших гармоник (ИВГ-1). 3. Практически оценить возможность использования прибора ИВГ-1 для контроля качества закалки машиношвейных игл из стали У10А.
3. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ Физическая сущность метода высших гармоник (МВГ) Известно, что ферромагнетики (например, железо, никель, кобальт и их сплавы) обладают магнитным гистерезисом. Явление гистерезиса заключается в том, что магнитная индукция Если ферромагнитный образец, находящийся в полностью размагниченном состоянии, поместить в магнитное поле, изменяющееся от 0 до некоторой величины, то магнитная индукция будет изменяться по кривой намагничивания (кривая 0- а на рис. 1). На начальном участке кривой намагничивания, соответствующем слабым магнитным полям, намагничивание образца происходит путем смещения границ между доменами. Забиваем Сайты В ТОП КУВАЛДОЙ - Уникальные возможности от SeoHammer
Каждая ссылка анализируется по трем пакетам оценки: SEO, Трафик и SMM.
SeoHammer делает продвижение сайта прозрачным и простым занятием.
Ссылки, вечные ссылки, статьи, упоминания, пресс-релизы - используйте по максимуму потенциал SeoHammer для продвижения вашего сайта.
Что умеет делать SeoHammer
— Продвижение в один клик, интеллектуальный подбор запросов, покупка самых лучших ссылок с высокой степенью качества у лучших бирж ссылок. — Регулярная проверка качества ссылок по более чем 100 показателям и ежедневный пересчет показателей качества проекта. — Все известные форматы ссылок: арендные ссылки, вечные ссылки, публикации (упоминания, мнения, отзывы, статьи, пресс-релизы). — SeoHammer покажет, где рост или падение, а также запросы, на которые нужно обратить внимание. SeoHammer еще предоставляет технологию Буст, она ускоряет продвижение в десятки раз, а первые результаты появляются уже в течение первых 7 дней. Зарегистрироваться и Начать продвижение
Рис. 1. Изменение магнитного состояния ферромагнитного образца при его намагничивании переменным магнитным полем
При этом за счет уменьшения объема доменов, магнитные моменты которых направлены под большим углом к направлению внешнего поля При дальнейшем повышении напряженности магнитного поля намагничивание происходит преимущественно за счет процессов вращения, т. е. магнитные моменты всех доменов начинают поворачиваться в направлении поля. Когда эти направления совпадают, ферромагнетик достигает технического насыщения (точка а на рис. 1), т. е. намагниченность ферромагнетика достигает максимального значения, называемого намагниченностью насыщения Если после достижения максимальной индукции Чтобы вызвать дальнейшее уменьшение Если после достижения отрицательного насыщения поле снова уменьшить до нуля и увеличивать его в первоначальном (намагничивающем) направлении, то зависимость магнитной индукции Сервис онлайн-записи на собственном Telegram-боте
Попробуйте сервис онлайн-записи VisitTime на основе вашего собственного Telegram-бота:— Разгрузит мастера, специалиста или компанию; — Позволит гибко управлять расписанием и загрузкой; — Разошлет оповещения о новых услугах или акциях; — Позволит принять оплату на карту/кошелек/счет; — Позволит записываться на групповые и персональные посещения; — Поможет получить от клиента отзывы о визите к вам; — Включает в себя сервис чаевых. Для новых пользователей первый месяц бесплатно. Зарегистрироваться в сервисе При циклическом перемагничивании материала магнитным полем, максимальное значение которого Если перемагничивание ферромагнетика производить переменным магнитным полем, изменяющимся по синусоидальному закону Таким образом, высшие гармоники ЭДС непосредственно связаны с формой петли гистерезиса. В свою очередь параметры петли гистерезиса (коэрцитивная сила Следовательно, посредством измерения высших гармоник ЭДС преобразователя можно решить многие задачи, в частности, по контролю качества термической обработки и механических свойств ответственных деталей и изделий без разрушения. Этот метод, использующий для неразрушающего контроля анализ амплитуд и фаз гармонических составляющих измеряемой ЭДС, получил название метода высших гармоник (МВГ). Для расчета высших гармонических составляющих ЭДС преобразователя необходимо знать аналитическую зависимость между магнитной индукцией и магнитным полем. Универсального аналитического выражения, описывающего петлю гистерезиса ферромагнетика, при современном состоянии теории не существует. При решении прикладных задач петля гистерезиса описывается с помощью подобранных аппроксимирующих формул. В аппроксимирующих выражениях петель гистерезиса используются эмпирические коэффициенты, не имеющие прямой связи с параметрами самой петли ферромагнетика, что не позволяет установить связь высших гармоник со всеми параметрами петли гистерезиса и теоретически определить оптимальные режимы контроля. Таким образом, при контроле конкретных изделий требуется экспериментально определять возможность, а также оптимальные режимы (частота и амплитуда гармонического переменного магнитного поля) и параметры (номер используемой гармоники, разность фаз между измеряемой гармоникой и намагничивающим ферромагнетик переменным магнитным полем и т. д.). Небольшие изменения технологии термообработки и свойств изделия значительно изменяют параметры высших гармоник. Методы высших гармоник обладают высокой информационной способностью и чувствительностью к контролируемым параметрам, быстродействием, относительной простотой исполнения. Наибольшее преимущество метода высших гармоник состоит в том, что высшие гармоники измеряемой ЭДС более тесно связаны со структурно-чувствительными параметрами, нежели первая гармоника. На третью гармонику вторичной ЭДС в отличие от первой не влияет переменный магнитный поток в зазоре между изделием и измерительной обмоткой. В некоторых случаях использование высших гармоник дает возможность определения важных магнитных параметров, таких как магнитная жесткость Наиболее широкое применение МВГ лежит в области контроля структуры (величина зерна, внутренние напряжения и т. д.), прочностных (например, твердость, предел прочности) и пластических (относительные значения удлинения, сужения) характеристик ферромагнитных материалов, а также контроля качества влияющих на структуру и фазовый состав материалов технологических обработок (закалка, отпуск, деформация и т. д.). В используемом в настоящей работе приборе МВГ-1 контроль осуществляется по средневыпрямленному значению ЭДС 3-й гармоники и величине ее фазового сдвига по отношению к току возбуждения. Средневыпрямленное значение ЭДС 3-й гармоники регистрируется с помощью электронного блока, снабженного стрелочным прибором, а величина фазового сдвига – измерителем разности фаз. Более подробно устройство, принцип действия и методика работы с измерителем высших гармоник ИВГ-1 рассмотрены в инструкции пользователя.
4. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ РАБОТЫ 1. Изучить данное руководство, составить план по выполнению лабораторной работы и описать технику проведения измерений. 2. Изучить работу прибора ИВГ-1, предназначенного для контроля качества термообработки машиношвейных игл из стали У10А. 3. Показать эскизно первичный преобразователь. 4. По описанию составить структурную схему ИВГ-1.
5. СОСТАВ ОБОРУДОВАНИЯ НА ЛАБОРАТОРНОМ СТЕНДЕ 1. Измеритель высших гармоник ИВГ-1. 2. Набор контрольных образцов. 3. Набор изделий, закаленных от различных температур и прошедших нормальный технологический отпуск. 4. Описание прибора ИВГ-1 и методики его использования.
6. СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА 1. Отчет по работе оформляется в соответствии с требованиями стандарта предприятия СТП-УПИ 1-85. 2. Структура отчета: 2. 1. Название и цель работы 2. 2. Физические основы метода высших гармоник (кратко). 2. 3. Приборы и устройства, используемые в работе (краткая техническая характеристика): ü структурная схема измерителя высших гармоник (ИВГ-1), выполненная в соответствии с ГОСТ 2.702-75; ü эскиз первичного преобразователя; ü методика проведения измерений. 2. 4. Экспериментальные исследования: ü таблицы экспериментальных результатов (ГОСТ 2.105-85); ü экспериментально определенные зависимости показаний прибора от температуры закалки контролируемых изделий (ГОСТ 2.319-81); ü анализ результатов измерений (расчет коэффициентов уравнения регрессии и коэффициента корреляции). 2. 5. 3аключение. 2. 6. Библиографический список.
7. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ 1. Структурная схема и назначение функциональных узлов и элементов ИВГ-1. 2. Методика контроля качества термообработки ферромагнитных изделий с помощью измерителя высших гармоник ИВГ-1. 3. Основные положения технического применения контроля изделий методом высших гармоник.
ПРИЛОЖЕНИЕ: техническое описание измерителя высших гармоник ИВГ-1.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИ СПИСОК 1. Вонсовский С. В., Шур Я. С. Ферромагнетизм. – М. – Л.: ОГИЗ – Гостехиздат, 1948. – 816 с. 2. Тикадзуми С. Физика ферромагнетизма. Магнитные характеристики и практические применения. Пер. с японского под ред. Р. В. Писарева. – М.: Мир, 1987. – 420 с. 3. Щербинин В. Е., Горкунов Э. С. Магнитные методы структурного анализа и неразрушающего контроля. – Екатеринбург: Изд-во УрО РАН, 1996. – 266 с. 4. Зацепин Н. Н. Метод высших гармоник в неразрушающем контроле. Минск: Наука и техника, 1980. 5. Ершов Р. Е. Метод высших гармоник в неразрушающем контроле. Новосибирск: Наука, 1979. 6. Покровский А. Д., Хвалебнов Ю. П. Метод высших гармоник в электромагнитной дефектоскопии. М.: Машиностроение, I980. 7. Дорофеев А. А., Ершов Р. Е. Физические основы электромагнитной структуроскопии. Новосибирск: Наука, 1985.
|