Magnetic Flux Distribution in Locally Magnetized Two-Layer Ferromagnetic Objects

V. N. Kostin; O. N. Vasilenko; A. M. Porseva; A. A. Kabakova; A. I. Melchakova

doi:10.17804/2410-9908.2015.5.008-015

V. N. Kostin , O. N. Vasilenko, A. M. Porseva, A. A. Kabakova, A. I. Melchakova

MAGNETIC FLUX DISTRIBUTION IN LOCALLY MAGNETIZED TWO-LAYER FERROMAGNETIC OBJECTS

DOI: 10.17804/2410-9908.2015.5.008-015

Numerical simulation of spatial distribution of the magnetic field and the flux in two-layer objects is executed. Possibility of measurement of depth of a high-coercive layer on a magnetosoft core by measuring the magnetic field measured on the surface of the object in the interpolar space of the U-shaped electromagnet is theoretically and experimentally shown.

Keywords: hardened layer, the magnetic flux field, numerical simulation, an electromagnet

References:

Dalsky A.M., ed. Tekhnologiya konstruktsionnykh materialov. Uchebnik dlya studentov mashinostroitelnykh spetsialnostei vuzov, 5-e izd., ispravlennoe. [Technology of Structural Materials. Textbook]. M., Mashinostroenie Publ., 2004, 502 p. (In Russian).
Skhirtladze A.G., Yarushin S.G. Tekhnologicheskie protsessy v mashinostroenii. Uchebnik, 2-e izdanie, pererab. i dop. [Technological Processes in Mechanical Engineering. Textbook]. Stary Oskol Publ., TNT Publ., 2008, 524 p. (In Russian).
Shcherbinin V.E., Gorkunov E.S. Magnitnyi Kontrol Kachestva Metallov [Magnetic Inspection of the Quality of Metals]. Ekaterinburg, UrO RAN Publ., 1996, 266 p. (In Russian).
Baev A.R., Mayorov A.L., Tischenko M.A. Ultrasonic Method for the Analysis of Metallic Materials Surface Hardening. Litye i metallurgiya, no. 4, 2010, pp. 267–271. (In Russian).
Mikheev M.N. On the choice of optimum geometric dimensions of attached electromagnets of a coercimeter designed for testing the quality of heat and chemical-heat treatments of steel and cast-iron products, Fizika Metallov i Metallovedenie, 1957, vol. 5, iss. 1, pp. 44–52. (In Russian).
Mikheev M.N., Morozova V.M., Neizvestnov B.M., Surin G.V. Coercimeter with Attached Electromagnets, Defektoskopiya, 1969, no. 2, pp. 131–133. (In Russian).
Mikheev M.N., Gorkunov E.S. Magnitnye metody strukturnogo analiza i nerazrushayushchego kontrolya [Magnetic Methods of Structural Analysis and Nondestructive Testing]. M., Nauka Publ., 1993, 250 p. (In Russian).
Bida G.V., Mikheev M.N., Kostin V.N. Determination of the dimensions of attached electromagnets intended for the nondestructive inspection of depth and hardness of surface-hardened layers. The Soviet journal of nondestructive testing, 1984, vol. 20, iss. 8, pp. 495–501.
Mikheev M.N., Bida G.V., Kostin V.N., Mikhailova A.A., Kayukova T.N. Inspection of the depth and hardness of hardened layers after HF heating on crankshaft journals for motor cars. The Soviet journal of nondestructive testing, 1985, vol. 21, iss. 8, pp. 531–535.
Kostin V.N., Stashkov A.N., Nichipuruk A.P., Sapozhnikova Yu.G. Quality control of carburized parts made from 15XM steel. Russian Journal of Nondestructive Testing, 2004, vol. 40, iss. 12, pp. 826–829. DOI: 10.1007/s11181-005-0113-x.
Parallel'nye vychisleniya v UrO RAN. Zapusk programm iz paketa ANSYS. URL: http://www.parallel.uran.ru/node/264.
Kostin V.N., Lukinykh O.N., Smorodinskii Ya.G., Kostin K.V. Simulation of field and inductance spatial distribution in locally magnetized massive objects and optimization of U-shaped transducer design. Russian Journal of Nondestructive Testing, 2010, vol. 46, iss. 6, pp. 403–410. DOI: 10.1134/S1061830910060021.
Vasilenko O.N., Kostin V.N. The topography of the field and flux inside and above the surfaces of ferromagnetic plates during their contact and contactless magnetization. Russian Journal of Nondestructive Testing, 2013, vol. 49, iss. 9, pp. 510–518. DOI: 10.1134/S1061830913090106.
Kostin V.N., Osintsev A.A., Stashkov A.N., Nichipuruk A.P., Kostin K.V., Sazhina E.Yu. Portable instruments for multiparameter magnetic evaluation of material structures. Russian Journal of Nondestructive Testing, 2008, vol. 44, iss. 4, pp. 280–289. DOI: 10.1134/S1061830908040086.
Kostin K.V., Kostin V.N., Smorodinskii Ya.G., Tsar’kova T.P., Somova V.M., Sazhina E.Yu. Choice of the parameters and algorithm for the magnetic hardness testing of thermally treated carbon steels by the method of regression modeling. Russian Journal of Nondestructive Testing, 2011, vol. 47, iss. 2, pp. 89–95. DOI: 10.1134/S1061830911020094.
Kostin K.V., Tsar'kova T.P., Nichipuruk A.P., Smorodinskii Ya.G. Measurement of the hysteresis characteristics of pipe steels under elastic and plastic tensile strain. Russian Journal of Nondestructive Testing, 2011, vol. 47, iss. 9, pp. 593–602. DOI: 10.1134/S1061830911090051.

В. Н. Костин, О. Н. Василенко, А. М. Порсева, А. А. Кабакова, А. И. Мельчакова

РАСПРЕДЕЛЕНИЕ МАГНИТНОГО ПОТОКА В ЛОКАЛЬНО НАМАГНИЧИВАЕМЫХ ДВУСЛОЙНЫХ ФЕРРОМАГНИТНЫХ ОБЪЕКТАХ

Выполнено численное моделирование пространственного распределения магнитных поля и потока в двуслойных объектах. Теоретически и экспериментально показана возможность измерения глубины высококоэрцитивного слоя на магнитомягкой сердцевине по величине магнитного поля, измеряемого на поверхности объекта в межполюсном пространстве П-образного электромагнита.

Ключевые слова: упрочненный слой, магнитный поток, поле, численное моделирование, электромагнит

Библиография:

Технология конструкционных материалов. Учебник для студентов машиностроительных специальностей вузов / А. М. Дальский, Т. М. Барсукова, Л. Н. Бухаркин и др. / Под ред. А. М. Дальского. – 5-е изд., испр. – М. : Машиностроение, 2004. – С. 295–441.
Схиртладзе А. Г., Ярушин С. Г. Технологические процессы в машиностроении : учебник. – 2-е изд., перераб. и доп. – Старый Оскол : ТНТ, 2008. – 524 с.
Щербинин В. Е., Горкунов Э. С. Магнитные методы структурного анализа и неразрушающего контроля. – Екатеринбург : Изд-во УрО РАН, 1996. – 266 с.
Баев А. Р., Майоров А. Л., Тищенко М. А. Ультразвуковой метод анализа поверхностного упрочнения металлических изделий // Литье и металлургия. – 2010. – № 4 (58). – С. 267–271.
Михеев М. Н. О выборе оптимальных геометрических размеров приставных электромагнитов коэрцитиметра, предназначенного для контроля качества термической и химикотермической обработки стальных и чугунных изделий // ФММ. – 1957. – Т. 5, вып. 1. – С. 44–52.
Михеев М. Н., Морозова В. М., Неизвестнов Б. М., Сурин Г. В. Коэрцитиметры с приставными электромагнитами // Дефектоскопия. – 1969. – № 2. – С. 131–133.
Михеев М. Н., Горкунов Э. С. Магнитные методы структурного анализа и неразрушающего контроля. – М. : Наука, 1993. – 250 с.
Bida G. V., Mikheev M. N., Kostin V. N. Determination of the dimensions of attached electromagnets intended for the nondestructive inspection of depth and hardness of surface-hardened layers // SJNDT. – 1984. – Vol. 20, iss. 8. – P. 495–501.
Inspection of the depth and hardness of hardened layers after HF-heating on crankshaft journals for motor cars / M. N. Mikheev, G. V. Bida, V. N. Kostin, A. A. Mikhailova, T. N. Kayukova // SJNDT. – 1985. – Vol. 21, iss. 8. – P. 531–535.
Quality control of carburized parts made from 15XM steel / V. N. Kostin, A. N. Stashkov, A. P. Nichipuruk, Yu. G. Sapozhnikova // RJNDT. – 2004. – Vol. 40, iss. 12. – P. 826–829. – DOI: 10.1007/s11181-005-0113-x.
Параллельные вычисления в УрО РАН. Запуск программ из пакета ANSYS. – URL: http://www.parallel.uran.ru/node/264.
Simulation of field and inductance spatial distribution in locally magnetized massive objects and optimization of U-shaped transducer design / V. N. Kostin, O. N. Lukinykh, Ya. G. Smorodinskii // RJNDT. – 2010. – Vol. 46, iss. 6. – P. 403–410. – DOI: 10.1134/S1061830910060021.
Vasilenko O. N., Kostin V. N. The topography of the field and flux inside and above the surfaces of ferromagnetic plates during their contact and contactless magnetization // RJNDT. – 2013. – Vol. 49, iss. 9. – P. 510–518. – DOI: 10.1134/S1061830913090106.
Portable instruments for multiparameter magnetic evaluation of material structures / V. N. Kostin, A. A. Osintsev, A. N. Stashkov, A. P. Nichipuruk, K. V. Kostin, E. Yu. Sazhina // RJNDT. – 2008. – Vol. 44, iss. 4. – P. 280–289. – DOI: 10.1134/S1061830908040086.
Choice of the parameters and algorithm for the magnetic hardness testing of thermally treated carbon steels by the method of regression modeling / K. V. Kostin, V. N. Kostin, Ya. G. Smorodinskii, T. P. Tsar’kova, V. M. Somova, E. Yu. Sazhina // RJNDT. – 2011. – Vol. 47, iss. 2. – P. 89–95. – DOI: 10.1134/S1061830911020094.
Measurement of the hysteresis characteristics of pipe steels under elastic and plastic tensile strain / K. V. Kostin,. T. P. Tsar'kova, A. P. Nichipuruk, Ya. G. Smorodinskii // RJNDT. – 2011. – Vol. 47, iss. 9. – P. 593–602. – DOI: 10.1134/S10618309110.

Библиографическая ссылка на статью

Magnetic Flux Distribution in Locally Magnetized Two-Layer Ferromagnetic Objects / V. N. Kostin, O. N. Vasilenko, A. M. Porseva, A. A. Kabakova, A. I. Melchakova // Diagnostics, Resource and Mechanics of materials and structures. - 2015. - Iss. 5. - P. 8-15. -
DOI: 10.17804/2410-9908.2015.5.008-015. -
URL: http://dream-journal.org/issues/content/article_55.html
(accessed: 21.12.2024).