Техническая диагностика и неразрушающий контроль, 2018, №01



2018 №01 (02)

DOI of Article 10.15407/tdnk2018.01.03

2018 №01 (04)

---

Техническая диагностика и неразрушающий контроль №1, 2018, стр. 21-26
 

Влияние механических напряжений на сигнал вихретокового преобразователя магнитной анизотропии

В. М. Учанин¹, С. М. Минаков²

¹Физико-механический институт им. Г. В. Карпенко НАН Украины. 79060, г. Львов, ул. Научная, 5. E-mail: uchanin@ipm.lviv.ua
²НТУУ «КПИ им. Игоря Сикорского ». 03056, г. Киев, пр-т Победы, 37
 
Реферат:
Представлены результаты исследования разработанного вихретокового преобразователя магнитной анизотропии с рабочим диаметром 17 мм. Показана чувствительность преобразователя к напряжениям растяжения и сжатия в ферромагнитных сталях. В частности, показан характер годографов сигналов на рабочих частотах 5,0; 20,0 и 50,0 кГц от напряжений растяжения и сжатия, созданных при реализации цикла «нагрузка-разгрузка» по схеме чотырехточеченого изгиба. Показано противоположное направление годографов для напряжений растяжения и сжатия от точки балансировки, что позволяет определить характер напряжений по направлению годографу в комплексной плоскости или по знаку исходящего сигнала после амплитудно-фазового превращения. Исследованы изменения амплитуды сигнала вихретокового преобразователя при реализации цикла нагрузка-разгрузка. Показано существование магнитоупругого гистерезиса для обоих видов напряжений. Библиогр. 24, рис. 4.
 
Ключевые слова: механические напряжения растяжения и сжатия, магнитная анизотропия, вихретоковый преобразователь, годограф, магнитоупругий гистерезис
   
Надійшла до редакції 19.02.2018
Подписано к печати 20.03.2018
 
Список літератури

1. Nitschke-Pagel T., Wohlfahrt H. (2002) Residual Stresses in Welded Joints – Sources and Consequences. Mat. Sci. Forum, 404-407, P. 215–226.
2. Винокуров В. А., Григорьянц А. Г. (1984) Теория сварочных деформаций и напряжений. Москва, Машиностроение.
3. Лобанов Л. М., Позняков В. Д., Півторак В. А. та ін. (2009) Залишкові напруження у зварних з’єднаннях високоміцних сталей. Фізико-хімічна механіка матеріалів, 6, 13–22.
4. Rossini N. S., Dassisti M., Benyounis K. Y., Olabi A. G. (2012) Method of measuring residual stresses in components. Materials and Design, 35, 572–598.
5. ASTM Standаrd E 837–08. (2008) Standard Test Method for Determining Residual Stresses by the Hole–Drilling Strain-Gage Method. USA, Philadelphia.
6. Лобанов Л. М., Пивторак В. А., Савицкий В. В., Ткачук Г. И. (2006) Методика определения остаточных напряжений в сварных соединениях и элементах конструкций с использованием электронной спекл-интерферометрии. Автоматическая сварка, 1, 25–30.
7. Bulte D. P., Langman R. A. (2002) Origins of magnetomechanical effect. Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 251, 229–243.
8. Осташ О., Вольдмаров О., Учанін В., Безлюдько Г. (2004) Діагностика напружено-деформованого стану та накопичення пошкоджуваності в елементах стальних конструкцій магнітним методом. Праці міжнар. конф. «Механіка руйнування і міцність конструкцій». Львів, ФМІ ім. Г. В. Карпенка НАНУ, сс. 749–753.
9. Завальнюк О. П., Учанін В. М. (2013) Моніторинг напружено-деформованого стану несучих елементів суднових конструкцій. Відбір і обробка інформації, 38 (114), 13–16.
10. Stuecker E., Hofer G., Koch D., Guenes U. (1988) Method and apparatus for measuring and precisely locating internal tensile stresses in hardened regions of components by measuring coercive field strength and Barkhausen noise amplitude. appl. USA, Pat. 4881030, G01B7/24, G01N27/72. 182845, filed 18.04.1988, publ. 14.11.1989.
11. Gur H., Erlan G., Bateglin C. (2016) Investigating the Effect of Subsequent Weld Passes on Surface Residual Stresses in Steel Weldments by Magnetic Barkhausen Noise Technique. Materials Evaluation, 3, 408–423.
12. Мехонцев Ю. Я. (1966) О магнитных способах оценки внутренних напряжений. Дефектоскопия, 2, 94–95.
13. Орехов Г. Т. (1974) Определение остаточных сварочных напряжений магнитоупругим методом. Автоматическая сварка, 4, 30–32.
14. Abuku S. (1977) Magnetic Studies of Residual Stress in Iron and Steel Induced by Uniaxial Deformation. Japanese Journal of Applied Physics, 16, 7, 1161–1170.
15. Yamada H., Uchiyama S., Takeuchi et al. (1987) Noncontact Measurement of Bending Stress Using a Magnetic Anisotropy Sensor. IEE Transactions on Magnetics, 23, 5, 2422–2424.
16. Минаков С. Н., Юрченко В. А., Аносов А. П. (1992) Способ определения интенсивности напряжений в изделиях из ферромагнитных материалов. СССР, А. с. 1763909 МКИ G01l/12. Опубл. 23.09.92.
17. Фомичев С. К., Минаков С. Н., Михалко С. В. и др. (2009) Определение силовых воздействий на трубопровод по анализу эпюр распределения продольных напряжений. Техническая диагностика и неразрушающий контроль, 2, 11–14.
18. Жуков С. В., Жуков В. С., Копица Н. Н. (2002) Способ определения механических напряжений и устройство для его осуществления. Россия, Пат. 2195636. Опубл. 27.12.02.
19. Lo C. C. H. (2011) Characterization of Residual Stresses in Ferrous Components by Magnetic Anisotropy Measurements Using a Hall Effect Sensor Array Probe. Review of Progress in Quantitative Nondestructive Evaluation (Thompson D.O., Ed.), 30, 1249–1255.
20. Uchanin V., Minakov S., Nardoni G. et al. (2017) Eddy current method for evaluation of stresses in steel components. Proceeding of 14^th Intern. Conf. «Application of Contemporary Non-Destructive Testing in Engineering», September 4–6, 2017, Bernardin, Slovenia, pp. 207–212.
21. Tumanski S. (2011) Handbook of Magnetic Measurements. Boca Raton Florida, CRC Press.
22. Учанін В. М., Мінаков С. М., Осташ О. П. и др. (2015) Спосіб комплексного електромагнітного контролю структурного і напружено-деформованого стану феромагнітних матеріалів. Украина, Пат. 100379, МПК G01L1/12, G01N27/72.
23. Учанін В. М. (2013) Вихрострумові накладні перетворювачі подвійного диференціювання. Львів, Сполом.
24. Uchanin V., Lutsenko G., Opanasenko A., Dzhaganian A. (2016) PROMPRYLAD Family of Eddy Current Flaw Detectors – From Simple to more Complicated. 19^th World Conf. on NDT, 2016, Munich.