Способ измерения механических напряжений

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советсник Социалистических Республик(22) Заявлено 2004,79 (21) 2758839/18-10с присоединением заявки Мо(51)М. Кл. С 011/12 Государственный комитет СССР но делам изобретений н открытий(71) Заявитель Отдел Физики нераэрушающего контроля АН Белорусской ССР(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ НАПРЯЖЕНИЙ Изобретение относится к измерениям напряжений,в частности к измерениям механических напряжений в ферромагнитных материалах с помощью накладных магиитоупругих преобразователей. 5Известен способ измерения механических напряжений, заключающийся в намагничивании контролируемого объекта в определенных направлениях, обычно взаимно перпендикулярных, и измерении разности магнитных потоков в этих направлениях 1 .Недостатком данного способа является зависимость результатов измерений от зазора между накладным преоб разователем и контролируемым изделием, что снижает точность измерений.Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ измерения механических напряжений 20 с помощью накладного магнитоупругого преобразователя, заключающийся в намагничивании контролируемого иэделия с помощью накладного преобразователя переменным током с постоянной ампли тудой и с частотой И, периодическом изменении направления намагничивания путем равномерного вращения магнитного поля в.плоскости, параллельной поверхности изделия, с частотой Й,причем 077 й , и,измерении степени модуляции магнитного потока в иэделии по которой судят о величине механических напряжений 2.Недостатком данного способа является зависимость результатов измерений от зазора между преобразователем и контролируемым изделием, что приводит к снижению точности измерений.Цель изобретения - повышение точности путем исключения влияния зазора.Поставленная цель достигается тем, что модулируют по амплитуде намагничивающий ток с частотой, равной,удвоенной частоте вращения магнитного поля, синхронизируют частоту модуляции намагничивающего тока с частотой вращения магнитного поля и увеличивают глубину модуляции намагничиваю- щего тока до компенсации модуляции магнитного потока в изделии, а о величине механических напряжений судят по глубине модуляции намагничивающего тока.Способ осуществляется следующим образом.При отсутствии модуляции намагничивающего тока, создающего магнитное поле, и при вращении магнитного поля в плоскости, параллельной поверхнрсВИИИПИ Заказ 7490/83 ти контролируемого иэделтяяс магнитный поток в иэделии модулируется по амплитуце вследствие анизотропии магнитной проницаемости, обусловленной механическими напряжениями, Частота и степень модуляции магнитного потока в иэделии определяется характером и степенью анизотропии магнитной проницаемости материала изделия, возникающей под действием механических напряжений. Частота модуляции магнитного потока в изделии равна удвоенной частоте вращения магнитного поля, а степень модуляции пропорциональна величине механических напряжений. С другой стороны, магнитный поток в изделии зависит как от магнитной проницаемости материала, так и от величины магнитного поля. Следовательно, модуляция маг- нитнОГО полЯт ОбуслОвленнЯ анизО-.ТРОПИЕЙ 1 чсГНИТЕОй ПРОНИЦаЕМОС.ТИ т может бьть скомпенсирована соотнет- СтВУЮ;.тЕй МОДУЛЯЦИЕЙ НаМаГЕтИЧИтоатОЩЕ го тока, создающего магнитное поле, ЧастОТУ мОДулЯции тока устаазливают равной удвоенной частоте враще- НИЯ МаГНИТНОГО ПОЛЯ И,СЛСОттОВГт.ТЕТЬЕО, равной частоте модуляции ма нитного потока н изделии, Частоту моцуляции тока синхронизируют с частст.гой нрав щения гагнитноо поля такег Образом, чтобы увеличение магнитного потока н изделии за счет увеличени магнитной ПРОНЕЦЕПЕМОСти ЕСОМПЕНСИРОВсСто СООТВетству 1 ощим тОкОм и еаОборот,л, тб 5 - ну модуляции наглагничинаюнего тетка увеличивают до тех пор, потса ьоцут 51- ция магнитного потока В издетти.г, оо- З НИ К Й 10 т 1 ая В СЛЕДСТВ ИЕ асИ:т О.т. .О 11 тИ .та Г - НИТЕЕОЙ 1 ЧРОНИЦаЕМОСТИ НЕ СКО .ттЕНСтРУ" ЕТСЯ ПОЛНОСТЬЮ За СЧЕТ МОДУ.т:ПИИ НаМаГНИЧИВВЮЩЕГО Тока, СОЗДЦЕОЕГО МтсГ - нитное поле. О величине гтехатИчтеских етепряже ний суДЯт пО Глубинс; гО,;туляЦИИ 1:амсГНИЧИваОЩЕГО ТОКа Н МОКЕ:т ОТСУТСТВИЯ МОДУЛЯЦИИ ссГНИТНОГО тоО - Кс В ИЗДЕЛИИПрИ ЕЭМЕЕЕГЕИт Заэотоа между накладным прсэобразсна селем и издеИсзл, например при его уне ИчеЕЕИИ т СТЕПЕНЬ МОДУЛЯЦИИ гЛЕГтИТЕОГО потока уменьшится вследствие уменьшения магнитного поля н изделии, создаваемого намагничинающим током В накладном преобразователе, ОнПако, нже время УменьшитсЯ и стотеньДулЯЦии маГеитнОГО пОлЯт что не пРиводит к нарушению кометенсации, т.е, модуляция магнитного потока н изделии отсутствует при такой же глуби-НЕ МОДУЛЯЦИИ НамаггптИваЕОЩЕГ О тОКа, как и для первоначального зазора.Это означает, что Глубина модуляции намагничинающего тока в момент отсутствия модуляции магнитного потока в изделии зависит только От степени филиал ППП Патент г. та Е ИсЕО ИЦВЕМОСТИОбуслонлс Иной мехсьническими напрЯжениями, и не занисит от зазора междупреобразователем и иэделием.Измерения по предлагаемому способуПРОВОДЯТ СЛЕДУЮЩИМ Образом.Накладной преобразователь устанавливают над плоской поверхностьюконтролируемого изделия, н намагничивающую обмотку преобразователя подают намагничивающий ток, периодически изменяют направление намагничивания путем Вращения магнитопроводапреобразователя, модулируют амплитудунамагничивающего тока с частотой,равной удвоенной частоте вращения15 магнитного поля, синхронизируют часТОтУ ГЛОттУЛЯЦИИ тОКа С ЧаСтОтОй ВРащения магнитного поля и увеличиваютглубину модуляции тока до тех пор,пока модуляция магнитого потока в избр делии, определяемая по выходномусигналу преобразователя, не станетравной нулю. О величине механических нагтряжений судят по глубине модуляции намагничиваюЛего тока в моме:т отсутствия модупяции магнитногоРпотока н изделии.Применение данного способа позволяет уметьшить влияние изменения зазора между накладным преобразователем и контролируемым иэделием на3 уЗт. результаты измерений механиче кихнапряжений и тем самым повысить точность измеренглй,формула изобретенияСгособ измерения механических наЗз тря;:.ений, эаклочающийся в том, чтоконтролируемое изделие намагничиваютПЦРалгтЕЛЬНО ЕГО ПОВЕРХНОСТИ НРаша 1 Онимся магнитным полем и определяютсТепень модуляции магнитного потока4 н иэделии, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения точностиПУ"ЕМ ИСКЛЕОЧЕНтЛЯ ВЛИЯНИЯ ЗаэОРа, МО,:;,пируот по амплитуде намагничиваюший ток с частотой, равной удвоенной астоте вращения магнитного поля,.Псрониэируют частоту мо.,уляции нагагничивающего тока с час нотой врашения магнитного поля и увеличиваютглубину модуляции намагничинающеготока до компенсации модуляции магнитного потока в изделии, а о величинемеханических напряжений судят по глубине модуляции намагничинающего тока.Источники информации,принятые Во внимание при экспертизеосз. 1. Авторское свидетельстно СССР372428, кл. 0 011/12, 10.03.71.2. Большаков В,Н. и др. МагнитоаеИэотропный метод механических наГ;ряжений, Сб, "фи.ические свойстваметаллов и проблемы неразрушающегоконтроля", Минск, "Наука и техника"1978, с,93-97 (прототип). Тираж 1019 Подписное Ужгород, ул, Проектная, 4