2121403399

48

o-OMPa    o = 250 MPa

Rys. 3.11. Przebiegi prądu magnesującego - wynik pomiaru Fig. 3.I1. Magnetising current courses measurement resulis

Pod wpływem obciążeń sprężystych wzrasta indukcja magnetyczna w materiale. Dla ustalonej początkowo wartości prądu magnesującego zmierzono jej spadek. Przebiegi napięcia przetwornika magnetorezystancyjnego pomiarowego zamieszczono wraz z zaznaczonym zakresem zmian wartości międzyszczytowej na rysunku 3.12.

Rys. 3.12. Przebiegi natężenia pola magnety cznego przy powierzchni próbki wynik pomiaru Fig. 3.12. Magnetic field strength at sample surface - measurement results

Czułość magnctyczno-pomiarową wyznaczamy z podobnej zależności jak dla czułości magnetosprężystej (3.6). W miejsce parametru przcnikalności magnetycznej materiału podstawiono napięcie pomiarowe U_r przetwornika magnetorezystancyjnego.

U wn ■ o MPa

540 - 640 540 250

100- -0 074— MPa

Znak minus świadczy o występowaniu wzrostu naprężeń w materiale o współczynniku magnetostrykcji X, > 0. Materiały o współczynniku magnet ostry kej i X, < 0 będą charakteryzowane dodatnim znakiem przyrostu mierzonego natężenia pola magnetycznego.

Magnetorezystor K.MZ I0B zasilany napięciem 5 V ma katalogową czułość 20 mV/1000 A/m. W układzie pomiarowym zastosowano 100-krotne wzmocnienie, co daje czułość przetwarzania 2 000 mV, I 000 A/m. Podstawiając pomierzone wartości do wzoru (3.8) wyznaczono czułość przetwarzania magnetorezystora w zakresie zmian natężenia pola magnetycznego od naprężeń mechanicznych. Wyniesie ona (minus) 0,28 A/m na I MPa. Układ pomiarowy umożliwia pomiary ze wzmocnieniem od 1 do 10 000 razy. Dysponowana rozdzielczość pomiarowa jest wystarczająca do oceny materiału ferromagnetycznego.

3.4. Rozbudowa katalogu materiałowego programów symulacyjnych MES pola magnetycznego

Wpisanie do katalogu programów symulacyjnych parametrów magnetycznych badanych materiałów umożliwia prowadzenie analizy zachowania się materiału pod obciążeniem mechanicznym oraz symulacje pomiaru. Dysponowano programami symulacyjnymi Flux 2D/3D oraz FEMM VF.RSION 3.2 2D (92). Wyboru programu FEMM dokonano na podstawie porównania szybkości obliczeń w stosunku do wybranego zagadnienia analitycznego (Z.3). ProgTamy symulacyjne MES w polu magnetycznym zawierają katalogi podstawowych materiałów magnetycznych. Na rysunku 3.13 pokazano okno katalogu programu FEMM dla stali M-19. Rysunek 3.14 przedstawia krzywą pierwszego magnesowania stali krzemowej do zastosowań magnetycznych.

fi* £ai V«w Proofem find OpPiccł^t*? fcjr.h

\<&\ JĘj

r.Lćtfary

&

0

<S>

r

/1

|M-19 Steel

mkwam

M 27 Steel M-3S Steerf M 45 Steel Mu Metal Suptwmalioy 100G Steel 1010 Steel 1016 Steel 1020 Steel 1117 Steel

, Metetielt rt cueenł model * |M19SW

A dc t eW-tec rraleral to Unity

Odełe łHected małe* ul f»om ModH

DK

Rys. 3.13. Panel katalogu materiałów Fig. 3.13. Panel of materia! properties

Zadaniem badań magnctomechanicznych było określenie zmian krzywej pierwszego magnesowania w funkcji obciążeń (statycznych) dla stali konstrukcyjnych. Dla większości stali niskostopowych i niskowęglowych w zakresie odkształceń sprężystych granicy proporcjonalności zmiany te są liniowe. Rozwijanie metody badań magnetycznych wad i naprężeń wymaga tworzenia niezależnego katalogu materiałów stosowanych do produkcji maszyn i w konstrukcjach stalowych z uwzględnieniem zmian krzywych pierwszego magnesowania