V. F. Novikov , K. R. Muratov, S. M. Kulak
APPLICABILITY OF MAGNETIC TRANSDUCERS TO MEASURING STRAINS AND EVALUATING THE SERVICE LIFE OF STRUCTURAL COMPONENTS
DOI: 10.17804/2410-9908.2019.6.015-025 Magnetoelastic demagnetization of wires and foils made of ferromagnetic materials is studied during cyclic mechanical tests. The behavior of the magnetic properties of the 30Kh13 and 30K4MVI steels allowing their use in foil or wire design as magnetic transducers of strains in structures and structural components is revealed. Sensors of this type can be more highly sensitive than tensoresistive ones, they are wireless, less time-consuming to install, and more cost-effective.
Keywords: strain gauge, fatigue of structures, magnetoelastic demagnetization, cyclic loads References:
1. Terent’ev V.F. and Korableva S.A. Ustalost metallov [Fatigue of Metals]. Moscow, Nauka Publ, 2015, 479p.
2. Nesterenko B.G. Development of regulatory requirements for fatigue and survivability of civilian transport aircraft. Problemy mashinostroeniya i nadyozhnosti mashin, 2010, no. 6, pp.117–126. DOI: 10.3103/S1052618810060154. (In Russian).
3. Panin S.V., Burkov M.V., Lyubutin P.S., Altukhov Yu.A., Khizhnyak S.A. Application of integral-type deformation pickups for evaluating the fatigue damage of carbon composites Rossijskij zhurnal nerazrushayushchego kontrolya, 2014,Vol. 50, no. 5,pp. 288-298. (In Russian).
4. Syzrantsev V.N. and Golofast S.L. Izmerenie tsiklicheskikh deformatsiy i prognozirovanie dolgovechnosti detaley po pokazaniyam datchikov deformatsii integralnogo tipa [Measurement of Cyclic Deformation and Prediction of Component Life from Deformation Sensor Readings of an Integral Type]. Novosibirsk, Nauka Publ., 2004. (In Russian).
5. Kopnov V.A., Kotelnikov A.P. Forecasting of metal structures resource on transport machines by stress sensors of integral type. Izvestiya Vysshykh Uchebnykh Zavedeniy. Gornyy Zhurnal, 2009, no. 3, P.P. 76–82. (In Russian).
6. Kotelnikov A.P. How to use film deformation pickups of integral type in mode of deformation diagnostic of transport fabricated metals. Transport Urala, 2006, no. 3 (10), pp. 57–61. (In Russian).
7. Titorenko K.V., Dudko A.V. The study of metal fatigue the use of strain gauges. In: Nauchnyj poisk, Teoriya i praktika, Al'manakh: sbornik. Ufa, 2017, pp. 66–69. (In Russian).
8. Popov B.E., Bezlyud’ko G.Ya., Elkina E.I., and Solomakha R.N., Metal fatigue testing by the coercimetric method as an objective primary basis for the diagnostics of equipment and structures. V Mire NK, 2009, no. 2 (44), pp. 28–32. (In Russian).
9. Dmitriev V.F. Wireless surface acoustic wave deformation sensor. Voprosy Radioelektroniki, 2012, vol. 2, no. 1, pp. 153–162. (In Russian).
10.Fedortsev R.V., Rogozhinsky E.Yu., Barkin K.V., Cherenko D.V. Research of value of deformation, stress and self frequency oscillation of the star sensor with equivalent inertial weighting. Devices and Methods of Measurements, 2011, no. 2, pp. 92–98. (In Russian).
11. Barannikov V.A., Nikolaeva E.A., Kasatkina S.N. Simple electromagnetic sensor of instantaneous deformations. Zavodskaya Laboratoriya. Diagnostika Materialov, 2007, vol. 73, no. 3, pp. 66–68. (In Russian).
12. Novikov V.F. and Bakharev M.S. Magnitnaya diagnostika mekhanicheskikh napryazheniy v ferromagnetikakh [Magnetic Diagnostics of Mechanical Stresses in Ferromagnets]. Tyumen, Vektor Buk Publ., 2001. (In Russian).
13. Novikov V.F., Neradovsky D.F., Fedorov B.V., Strokova A.V. Magnetoelastic phenomena in residually magnetized cobalt steel. Russian Journal of Nondestructive Testing, 2017, vol. 53, iss. 3, pp 198–203. DOI: 10.1134/S1061830917030068.
14. Novikov V.F., Muratov K.R., Paderin K.S., Bakharev M.S., Rogaleva E.V. Band-cordless deformation sensor. Datchiki i sistemy, 2011, no. 9, pp. 47–49. (In Russian).
15. Novikov V.F., Yatsenko T.A., and Bakharev M.S., Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Neft’ i Gaz, 1998, no. 4, pp. 92–102. (In Russian).
16. Novikov V.F., Drozdov N.A., Kulak S.M., Muratov K.R., Neradovskii D.F. Electromagnetic Witness Transducers of Pre-Fracture of Structures. Russian Journal of Nondestructive Testing, 2019, vol. 55, no. 8, pp. 603–609. – DOI: 10.1134/S1061830919080096.
17. Drozdov N.A. Electromagnetic converters – witnesses of structural failure. In: Novye tekhnologii – neftegazovomu rayonu. Mater. Vseros. s mezhdunar. uchastiem nauchno-prakt. konf. studentov, aspirantov i molodykh uchenykh [New Technologies for the Oil and Gas Region. Proc. All-Russ. with int. participation sci.-pract. conf. stud. grad. stud. young sci.]. 2015, pp. 154–157. (In Russian). 18. Fedosenko Yu.K., Shkatov P.N., and Efimov A.G. Vikhretokovyi kontrol’ [Eddy Current Testing]. Moscow, Spektr Publ., 2011. В. Ф. Новиков, К. Р. Муратов, С. М. Кулак
ВОЗМОЖНОСТИ МАГНИТНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДЕФОРМАЦИИ И ОЦЕНКИ ЭКСПЛУАТАЦИОННОГО РЕСУРСА ЭЛЕМЕНТОВ КОНСТРУКЦИИ
Исследовано магнитоупругое размагничивание проволок и фольг из ферромагнитных материалов в ходе циклических механических испытаний. Установлены закономерности изменения магнитных свойств, сталей 30Х13, 30К4МВИ позволяющие их использование в фольговом или проволочном исполнении в качестве магнитных преобразователей деформации конструкций и их элементов. Такой тип датчиков может быть высокочувствительным по сравнению с тенорезистивными, беспроводным, менее трудоёмким в монтаже и более экономически выгодным.
Ключевые слова: датчик деформации, усталость конструкций, магнитоупругое размагничивание, циклические нагрузки Библиография:
1. Терентьев В. Ф., Кораблёва С. А. Усталость металлов. – М. : Наука, 2015. – 479 с.
2. Nesterenko B. G. Development of regulatory requirements for fatigue and survivability of civilian transport aircraft // Journal of Machinery Manufacture and Reliability. – 2010, no. 6. – P. 117–126. – DOI: 10.3103/S1052618810060154.
3. Application of integral-type deformation pickups for evaluating the fatigue damage of carbon composites / S. V. Panin, M. V. Burkov, P. S. Lyubutin, Yu. A. Altukhov, S. A. Khizhnyak // Russian Journal of Nondestructive Testing. – 2014. – Vol. 50, no. 5. – P. 288–298. – DOI: 10.1134/S1061830914050052.
4. Сызранцев В. Н., Голофаст С. Л. Измерение циклических деформаций и прогнозирование долговечности деталей по показаниям датчиков деформации интегрального типа. – Новосибирск : Наука, 2004. – 206 с.
5. Копнов В. А., Котельников А. П. Прогнозирование ресурса металлоконструкций транспортных машин датчиками деформаций интегрального типа // Известия высших учебных заведений. Горный журнал. – № 3. – С. 76–82.
6. Котельников А. П. Применение пленочных датчиков деформаций интегрального типа в диагностике напряженно- деформированного состояния транспортных металлоконструкций // Транспорт Урала. – 2006. – № 3 (10). – С. 57–61.
7. Титоренко К. В., Дудко А. В. Исследование усталости металлов с помощью тензодатчиков // Научный поиск. Теория и практика. Альманах : сборник. –Уфа, 2017. – С. 66–69.
8. Контроль усталости металла коэрцитиметрическим методом как объективная первооснова диагностики оборудования и конструкций / Б. Е. Попов, Г. Я. Безлюдько, Е. И. Ёлкина, Р. Н. Соломаха // В мире неразрушающего контроля. – 2009. – № 2 (44). – С. 28–32.
9. Дмитриев В. Ф. Беспроводной датчик деформации на поверхностных акустических волнах // Вопросы радиоэлектроники. – 2012. – Т. 2, № 1. – С. 153–162.
10. Исследование величины деформации, напряжений и собственных частотных колебаний звездного датчика при эквивалентном инерционном нагружении / Р. В. Федорцев, Е. Ю. Рогожинский, К. В. Баркин, Д. В. Черенко // Приборы и методы измерений. – 2011, № 2 (3). – С. 92–98.
11. Баранников В. А., Николаева Е. А., Касаткина С. Н. Простой электромагнитный датчик мгновенных деформаций // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. – 2007. – Т. 73, № 3. – С. 66–68.
12. Новиков В. Ф., Бахарев М. С. Магнитная диагностика механических напряжений в ферромагнетиках. – Тюмень : Вектор Бук, 2001. – 220 с.
13. Magnetoelastic phenomena in residually magnetized cobalt steel / V. F. Novikov, D. F. Neradovsky, B. V. Fedorov, A. V. Strokova // Russian Journal of Nondestructive Testing. – 2017. – Vol. 53, iss. 3. – P 198–203. – DOI: 10.1134/S1061830917030068.
14. Ленточный беспроводной датчик деформации / В. Ф. Новиков, К. С. Падерин, К. Р. Муратов, М. С. Бахарев, Е. В. Рогалева // Датчики и системы. – 2011. – № 9. – С. 47–49.
15. Новиков В. Ф, Бахарев М. С, Яценко Т. А. К природе пьезомагнитного эффекта остаточно намагниченного состояния магнетика // Известия ВУЗов . Нефть и газ. – 1998. – № 4. – С. 96–102.
16. Electromagnetic Witness Transducers of Pre-Fracture of Structures / V. F. Novikov, N. A. Drozdov, S. M. Kulak, K. R. Muratov, D. F. Neradovskii // Russian Journal of Nondestructive Testing. – 2019. – Vol. 55, no. 8. – P. 603–609. – DOI: 10.1134/S1061830919080096.
17. Дроздов Н. А. Электромагнитные преобразователи - свидетели предразрушения конструкции // Новые технологии- нефтегазовому району : материалы Всероссийской с международным участием научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых. – 2015. – С. 154–157.
18. Федосенко Ю. К., Шкатов П. Н., Ефимов А. Г. Вихретоковый контроль. – М. : Изд-во Спектр, 2011. – 223с. 
Библиографическая ссылка на статью
Novikov V. F., Muratov K. R., Kulak S. M. Applicability of Magnetic Transducers to Measuring Strains and Evaluating the Service Life of Structural Components // Diagnostics, Resource and Mechanics of materials and structures. -
2019. - Iss. 6. - P. 15-25. - DOI: 10.17804/2410-9908.2019.6.015-025. -
URL: http://dream-journal.org/issues/2019-6/2019-6_273.html (accessed: 21.12.2024).
|
