Efekt Einsteina - de Hassa |
Obracanie się ferromagnetyka pod wpływem namagnesowania |
Efekt Barnetta |
Magnesowanie ciała pod wpływem ruchu obrotowego |
Efekt AE |
Wpływ magnetosprężystości na anizotropię maanetokrystaliczna |
Efekt AE |
Magnetyzm indukuje zmiany w sprężystości |
Podstawą naprężeniowego magnesowania materiałów ferromagnetycznych (np.: konstrukcji stalowych) jest sprzężenie występujące pomiędzy siatką krystaliczną i spinami jonów tworzących komórkę elementarną (ang. L - S coupling). Sprzężenie to nazywamy piezomagnetyzmem i możemy obserwować je w postaci zjawiska magnetostrykcji- zmiany wymiarów elementu pod wpływem przyłożonego pola magnetycznego oraz zjawiska mechanostrykcji - zmiany namagnesowania materiału pod wpływem odkształceń (istotę zjawiska pokazano na rysunku 1)
a) b)
Rys. 1. Wpływ zewnętrznego pola magnetycznego na zmianę wymiarów obiektu ferromagnetycznego : a) odkształcenie komórki elementarnej, b) zmiany położenia domen magnetycznych [1]
W materiałach ferromagnetycznych wraz z efektem magnetostrykcji (Joule 1842) występuje także efekt (Villariego), który polega na zmianie magnetyzacji materiału. Zjawisko magnetostrykcji oraz efekt do niej odwrotny wykorzystywane są od ponad 50 lat do budowy przetworników. Zakłada się, że jeżeli energia magnetyczna ulega zamianie w mechaniczną, to wtedy mamy do czynienia z elementami wykonawczymi. Kiedy jest odwrotnie (zamiana energii mechanicznej w magnetyczną) wówczas mówi się, że są to czujniki. Wzorując się na właściwościach i zjawiskach magnetomechanicznych opracowano techniki diagnostyczne, które pozwolą określić stan naprężeń w rozważanym ferromagnetycznym obiekcie. Ogólnie metody te można podzielić na aktywne wykorzystujące dodatkowe źródło pola magnetycznego oraz metody pasywne, które wykorzystują wyłącznie pole magnetyczne Ziemi. Do metod pasywnych należy zaliczyć metodę MPM (Metoda Pamięci Magnetycznej) oraz metodę MMM (Metal Magnetic Memory), która jest rozwijana w Laboratorium Systemów Mechatronicznych Pojazdów i Maszyn Roboczych Instytutu Pojazdów PW na Wydziale SiMR. Bazuje ona na analizie zmian własnego pola magnetycznego obiektu pod wpływem efektów magnetomechanicznych.
120