Магнитоупругий эффект

Расширенный набор независимых переменных позволяет анализировать перекрестные эффекты, возникающие при сочетании различных по своей природе процессов. В электрических и магнитных полях за счет взаимного влияния механических явлений, с одной стороны, и электрических или магнитных, с другой, возникают такие эффекты, как электрострикция, магнитострикция, пьезоэффект, магнитоупругий эффект и др. Сочетание термических и электрических (магнитных) процессов приводит к термоэлектрическим (термомагнитным) эффектам и соответствующим свойствам. Рассмотрим эти дополнительные возможности термодинамики на примере процессов магнитного охлаждения тел, лежащих в основе современных методов получения сверхнизких температур. [c.162]

В отличие от распространенности пьезоэлектрического эффекта (электрическая поляризация тел при их деформировании без внешнего электрического поля) пьезомагнитный эффект существует лишь как весьма редкое явление у некоторых антиферромагнетиков и отсутствует у всех других магнетиков (хотя магнитоупругим эффектом обладают все магнетики). [c.194]

Электромагнитно-акустические (ЭМА) способы. Эффекты электромагнитного поля состоят из эффектов магнитострикции, магнитного и электродинамического взаимодействия. Магнито-стрикция рассмотрена в начале этого подраздела применительно к контактным способам. Бесконтактное возбуждение и прием ультразвуковых колебаний осуществляют за счет магнитострик-ционного и магнитоупругого эффектов, наблюдаемых непосредственно в контролируемом изделии. Схема ЭМА-преобразователя изображена на рис. 1.40. В намагниченном магнитом 1 изделии 3 под действием катушки 2 с переменным током возбуждается переменное магнитное ноле, которое вызывает в объеме изделия вблизи поверхности эффект магнитострикции. [c.69]

Для материалов с положительной магнитострикцией можно считать доказанным, что в упругой зоне и в слабых магнитных полях относительное изменение магнитной проницаемости пропорционально приложенным напряжениям [Л. 78]. Р. Е. Ершов и М. М. Шель исследовали влияние пластической деформации на магнитоупругий эффект в конструкционных сталях. Измерялась разность магнитных проницаемостей в направлении действия напряжений и в перпендикулярном к ним направлении (Л. 28, 76], М. М. Шелем был разработан прибор ИНМ-4 с датчиком, состоящим из двух вытянутых на-148 [c.148]

ИССЛЕДОВАНИЕ МАГНИТОУПРУГОГО ЭФФЕКТА В МАЛОУГЛЕРОДИСТОЙ СТАЛИ ПРИ ЦИКЛИЧЕСКОМ РАСТЯЖЕНИИ — СЖАТИИ [c.124]

Известно большое число публикаций, посвященных исследованию влияния механических напряжений на магнитные свойства ферромагнетиков при статическом нагружении [1 — 4]. Исследования магнитоупругого эффекта при циклическом нагружении могут дать результаты, представляющие интерес для контроля процесса усталости. [c.124]

Магнитоупругий эффект при низкочастотном циклическом нагружении. Для исследования магнитоупругого эффекта при циклическом нагружении использовалась установка, описанная выше, только измерительная обмотка выполнялась с большим числом витков и подключалась к ламповому вольтметру и осциллографу. Образцы тех же размеров подвергались циклическому растяжению — сжатию на гидропульсаторе ЦДМ-Юпу с частотой 13 гц. Намагничивались образцы в поле заданной величины, определяемой силой постоянного тока i в намагничивающей катушке. [c.127]

Вследствие сложной зависимости дБ Ida от o t) выходной сигнал богат высшими гармониками. Как показал эксперимент, максимальную амплитуду из них имеет вторая. Тесная связь магнитоупругого эффекта с механическими свойствами ферромагнетиков позволяет считать, что возбуждаемый таким образом сигнал и, в частности, его гармонические составляющие должны содержать большую информацию о состоянии исследуемого материала. [c.130]

КОНТРОЛЬ ПРОЦЕССА УСТАЛОСТИ СТАЛЕЙ ПО ИЗМЕНЕНИЮ СИГНАЛА, ВЫЗВАННОГО МАГНИТОУПРУГИМ ЭФФЕКТОМ, И СРАВНЕНИЕ МЕТОДА С ТЕМПЕРАТУРНЫМ [c.134]

При циклическом растяжении—сжатии ферромагнитного изделия 3 постоянном магнитном поле происходит вследствие магнитоупругого эффекта изменение его магнитной проницаемости под воздействием механических напряжений [1]. Представляет интерес исследование изменения сигнала, возбуждаемого при этом в проходной измерительной катушке, с целью разработки метода контроля за процессом усталостного разрушения. [c.134]

Изменение гармонических составляющих сигнала при усталости. Образцы цилиндрической формы с концентратором в виде кольцевой выточки подвергались циклическому растяжению—сжатию по симметричному циклу с частотой 18 гц на гидропульсаторе типа ЦДМ-Ю пу. Материал образца — сталь 45. Циклическое деформирование проводилось в постоянном магнитном поле при напряженности 1000 а м, при которой сигнал с измерительной катушки, охватывающей образец, был максимальным. Измерительная катушка через РС-фильтр высших частот (дифференцирующая цепочка) подключалась к анализатору гармоник типа С5-3. Проведены исследования изменения с числом циклов нагружения гармоник сигнала, возбуждаемого в измерительной катушке за счет магнитоупругого эффекта [1], до седьмой включительно. Результаты исследований представлены на рис. 1, а. Установлено, что некоторые гармонические составляющие (третья и седьмая) претерпевают заметные изменения с момента появления в образце магистральной усталостной трещины. Однако следует отметить, что измерение гармонических составляющих, кратных частоте нагружения, связано с некоторыми трудностями, заключающимися в том, что при низкочастотном нагружении для уверенного разделения гармоник необходимо работать при очень узкой полосе пропускания анализатора гармоник, а это накладывает жесткие требования к стабильности частоты нагружения, задаваемой испытательной машиной. По этой причине, а также вследствие их малости не удалось замерить изменение при усталости гармоник выше седьмого номера. [c.134]

МЕТОД ИССЛЕДОВАНИЯ АНИЗОТРОПНОГО МАГНИТОУПРУГОГО ЭФФЕКТА В ФЕРРОМАГНИТНЫХ ИЗДЕЛИЯХ [c.203]

Для ферромагнитных материалов эта задача значительно облегчается путем использования так называемого магнитоупругого эффекта, т. е. того обстоятельства, что механические напряжения, приложенные к контролируемому изделию, резко изменяют его магнитные характеристики [1, 2]. Датчики, работающие по этому принципу, обладают достаточно высокой чувствительностью, большой выходной мощностью, малой базой измерения, допускают возможность бесконтактного измерения. Однако им присущи и некоторые недостатки нелинейность нагрузочной характеристики и магнитоупругий гистерезис, под которым понимается неполное совпадение кривых величина выходного сигнала — величина приложенных напряжений при нагрузке и разгрузке контролируемого изделия. Для снижения влияния этих факторов необходимо правильно выбрать рабочий режим датчика, что в свою очередь требует знания особенностей проявления магнитоупругого эффекта в каждом отдельном случае. [c.203]

По принципу действия магнитоупругие датчики можно разделить на две группы. К первой относятся те, в которых изменение намагниченности регистрируется в направлении приложенного магнитного поля, а ко второй — в направлении, перпендикулярном направлению поля. Датчики последнего типа называют часто анизотропными [2]. Однако если проявление магнитоупругого эффекта для первого типа датчиков изучено достаточно подробно i[l—3], особенно для случая наложения одноосных напряжений растяжения — сжатия, то проявление анизотропного магнитоупругого эффекта почти не исследовано, несмотря на то, что в практике нашли более широкое применение именно датчики второго типа. Это объясняется тем, что для исследования проявления магнитоупругого эффекта необходимо создать некоторый угол между направлением при- [c.203]

Действительно, пусть ао — искомый угол между вектором напряженности поля и вектором силы Oi, а а — угол между вектором намагниченности насыщения / и тем же вектором силы. Тогда величина анизотропного магнитоупругого эффекта может быть найдена из условия минимума магнитоупругой энергии и энергии магнитного поля. Плотность магнитоупругой энергии для случая изотропной магнитострикции Xs может быть записана следующим образом [c.204]

Но sin ( о — а) и есть величина анизотропного магнитоупругого эффекта I.j . [c.204]

Таким образом, проявление анизотропного магнитоупругого эффекта максимально, если угол между направлениями главных напряжений и намагничивающего поля составляет 45°, что наиболее просто можно реализовать при закручивании трубчатых тонкостенных образцов. В этом случае, как известно из теории сопротивления материалов, главные напряжения направлены под углом 45° к оси трубки и равны величине касательных напряжений, а тонкостенность обусловливает достаточно однородное напряженное состояние трубки. При этом исследование анизотропного магнитоупругого эффекта возможно двумя различными путями. Трубка помещается в продольное магнитное поле, а перпендикулярная компонента намагниченности измеряется обмоткой, намотанной вдоль образующей трубки. В другом варианте измерительная обмотка помещается соосно с трубкой, а намагничивание осуществляется током, проходящим по проводнику, помещенному внутри трубки. [c.205]

Исследования анизотропного магнитоупругого эффекта проводились в переменных и постоянных магнитных полях при продольном и циркулярном намагничивании трубчатых образцов. Одновременно регистрировалось проявление магнитоупругого эффекта и в направлении приложенного магнитного поля. [c.205]

В заключение отметим еще одну характерную особенность проявления анизотропного магнитоупругого эффекта, связанную с тем, что с ростом величины магнитного поля перпендикулярная составляющая индукции уменьшается значительно медленнее, чем Вц. [c.206]

Предложен простой метод исследования анизотропного магнитоупругого эффекта в ферромагнитных материалах. Показано, что исследование возможности применения анизотропного метода для [c.262]

МАГНИТОКАЛОРИЧЕСКИЙ, МАГНИТОСТРИКЦИОННЫЙ И МАГНИТОУПРУГИЙ Эффекты [c.62]

Что же касается магнитоупругого эффекта — изменения намагниченности с изменением внешнего давления, то величина этого эффекта для сверхпроводника в сверхпроводящем состоянии опре- [c.134]

Хорошо известно, что важным фактором, влияющим на процесс намагничивания ферромагнетиков, является эффект магнитострик-ции. Она возникает вследствие магнитоупругого эффекта, который появляется из-за наличия самопроизвольной деформации в ферромагнетике. Явление магнитострикции приводит к тому, что для намагничивания необходима некоторая избыточная энергии. Это, в свою очередь, затрудняет процесс намагничивания [63]. Одноосная однородная самопроизвольная деформация приводит к возникновению напряжений, отличающихся вдоль и перпендикулярно оси ленты. Магнитострикция насыщения Xs вдоль направления спонтанной намагниченности Ms в условиях действия напряжений а определяет величину магнитоупругой энергии [c.138]

Явление магнитострикции. имеет место также и в аморфных ферромагнетиках. Причиной магнитострикции является дипольное взаимодействие между магнитными моментами электронов, которое зависит от межатомного расстояния и в аморфных структурах определяется неупорядоченными атомными конфигурациями. Магнитоупругий эффект в аморфных ферромагнетиках является причиной появления магнитной анизотропии и соответствующей ей коэрцитивной силы. [c.139]

Магнитострикционным эффектом называется изменение размеров магнетика при изменении напряженности внешнего магнитного поля, магнитоупругим эффектом — изменение намагниченности магнетика с изменением внешнего давления [c.159]

Здесь (dVjdH)p j— изменение объема магнетика, вызванное магнитным полем и называемое объемной магнитострикцией dJ/dp)T,H — изменение намагничивания с изменением давления, при наличии внешнего магнитного поля (Н О) называемое магнитоупругим эффектом, а при отсутствии внешнего магнитного поля (Я = 0)—пьезомагнитным эффектом. Соотношение (10.29) связывает объемную магнитострикцию с этими эффектами. Аналогично, для диэлектриков из выражения [c.193]

Для измерения напряжений в упругой зоне при испытаниях стальных образцов и деталей используется магнитоупругий эффект. Имеется оиределенная связь между упругими напряжениями, направлением, величиной и знаком магнитострикции. У материалов с положительной магнитострпкцией растягивающие напряжения, а у материалов с отрицательной—сжимающие напряжения вызывают рост намагниченности [Л. 5, 35]. Железо имеет положительную магнито-стрикцию в слабых полях и отрицательную в сильных. Если знак деформации не совпадает со знаком магнитострикции, то петля гистерезиса расширяется из-за увеличения коэрцитивной силы и уменьшения остаточной магнитной индукции. [c.129]

В данной работе на одних и тех же образцах последовательно проведены исследования влияния механических напряжений растяжения—сжатия на магнитную индукцию, проип-цаемость, магнитострикцию малоуглеродистой стали в различных полях, исследования сигнала, возбуждаемого в проходной катушке с образцом, находящимся в постоянном магнитном поле под действием циклических нагрузок в зависимости от величины поля и нагрузок, показана связь возбух<-даемого сигнала с магнитоупругим эффектом и магнитострик-цией, определен диапазон полей, где чувствительность стали к напряжениям максимальна, предлагается метод измерения амплитуды циклических напряжений, а также метод определения напряжения, связанного с величиной внутренних напряжений. [c.124]

В работе проведены исследования изменения эффективного значения выходного сигнала от напряженности постоянного магнитного поля и амплитуды циклических напряжений при симметричном цикле растяжение — сжатие. Результаты, полученные на низкоуглеродистой стали Э12, представлены на рис. 3. Кривая 1 (случай очень малой амплитуды циклических напряжений) представляет собой, согласно (12), как легко можно убедиться из рис. 2, кривую изменения дВ1до от поля при Остах = 0, т. е. тангенс угла наклона касательной к кривым, представленным на рис. 2 в точке о = 0. Сравнение кривой 1 на рис. 3 с кривой магнитострикции также показывает, что они связаны термодинамическим соотношением (1). Имеющиеся два максимума на кривой 1 (рис. 3) расположены там, где производная от магнитострикции по полю имеет максимальное абсолютное значение. При электромагнитоакустическом методе возбуждения и приема ультразвука, как известно, кроме механизма пондермоторного взаимодействия в ферромагнетиках существенный вклад вносят магнитострикция (при возбуждении) и магнитоупругий эффект (при приеме ультразвука). Амплитуда ультразвукового сигнала, обусловленная вкладом только последних двух явлений, должна изменяться с полем, согласно (1) и (12), так же, как и кривые на рис. 3, т. е. иметь два максимума. [c.130]

Таким образом, сигнал, возбуждаемый в измерительной обмотке с образцом при его циклическом растяжении—сжатии в постоянном магнитном поле, вызван прежде всего магнитоупругим эффектом и пропорционален dBjda (12). Из-за сложной зависимости dBjda от 0(t) выходной сигнал имеет широкий спектр гармоник. Максимальную амплитуду из них имеет вторая. Выходной сигнал при заданной амплитуде циклических нагрузок в зависимости от поля имеет два максимума, что соответствует ходу производной по полю от магнито-стрикции. В области второго максимума наблюдается линейная зависимость сигнала от амплитуды циклических нагрузок, что может быть положено в основу метода их бесконтактного измерения. Предлагается наиболее точный и простой метод определения напряжений От, при которых имеет максимум и которые связывают с величиной внутренних напряжений в материале. [c.132]

Этим методом нами были проведены исследования проявления анизотропного магнитоупругого эффекта на тонкостенных трубках никеля, армко-железа, сталей ст. 0,8 кп, 40ХН и др. Измерения осуществлялись с помощью установки, позволяющей создавать любое наперед заданное плосконапряженное состояние суперпозицией напряжений растяжения, сжатия и кручения. Для исследования выбраны материалы, значительно различающиеся по величине и знаку магнито-стрикции, а также константе анизотропии. [c.205]

Полученные экспериментальные результаты показали, что имеется существенное различие в проявлении прямого и анизотропного магнитоупругого эффекта. Примером могут служить представленные на рис. 1 петли магнитного гистерезиса Bii—Н и —Я при приложении к никелевой трубке напряжений закручивания, где В и соответственно продольная и перпендикулярная составляющие индукции. Петли получены осциллографированием в продольном переменном поле частотой 50 гц при величине касательных напряжений т = 4,5 кгс1км . [c.205]

Рис. 2. Проявление анизотропного магнитоупругого эффекта ст. 40ХН 1 — кручение 2 — растяжение при Я=150 э

Исследование магнитоупругого эффекта в малоуглеродистой стали при циклическом растяжении—сжатий. Ранцевич В. Б,, Фра-нюк в. А. Физические методы и средства перазрушающего контроля . Мн., Наука и техника , 1976, 124—133. [c.258]

Метод исследования анизотропного магнитоупругого эффекта в ферромагнитных изделиях. Матюкевич Н. А., Рамейко А. В Физические методы и средства иеразрушающего контроля . Мн., Наука и техника , 1976, 203—206. [c.262]

Недавно обнаружены магнитоупругие эффекты в ферритах, которые были предсказаны советскими физиками еще в 1946 г. Однако только несколько лет назад началось детальное изучение спинфононных эффектов. Предполагается, что в результате исследования появится возможность синтезировать, принципиально новые устройства, в частности, магнитоупругие регулируемые линии задержки СВЧ сигнала. [c.44]

МАГНИТОУПРУГОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ — взаимное влаяиие на.магниченностп и упругих деформаций среды (связь спиновой подсистемы кристалла с кристал-лич, решёткой). М. в. проявляется, напр., в изменении размеров и формы тела (образца) при его намагничивании магнитострикция), а также в изменении намагниченности при деформации образца (магнитоупругий эффект, или Виллари эффект). [c.18]

Важным эффектом, наблюдаемым в магнетиках, является магнитоупругий эффект. Магнитоупругим эффектом называется изменение намагниченности магнетика с изменением внешнего давления. Характеристикой магнитоупругого эффекта при постоянной напряженности внешнего. магнитного поля является величина производной дЦдр. Так же как и в случае магнитострикции, следует различать, в каких условиях — изотермических или адиабатных— рассматривается магнитоупругий эффект. В зависимости от этих условий для характеристики магнитоупругого эффекта следует использовать величины (djjdp) или (дЦдр) С помощью уравнения (1-49) можно получить соотношение, связывающее эти [c.65]

Для выяснения этого обратимся к рис. 5.22 [60], где показано, как основные домены связаны с концентрацией кобальта х. Здесь На — величина магнитного поля, которое необходимо приложить для уничтожения основных доменов, — намагниченность насыщения. Величина Ha,MJ2 представляет собой энергию магнитной анизотропии, связанной с основными доменами. Как видно из рисунка, изменение величины HaMs с увеличением х носит тот же характер, что и изменение As, но с минимумом, отвечающим случаю, когда Я,5=0. Такую взаимосвязь между НаМ и As можно объяснить, исходя из магнитоупругого эффекта. Если предположить, что внутренние напряжения Oi постоянны и не изменяются в зависимости от химического состава, тогда из (5.3) следует, что магнитная анизотропия (HaMg) пропорциональна магнитострикция. [c.142]

Характеристикой магнитострикционного эффекта при постоянном внешнем давлении р служит величина до дН), характеристикой магнитоупругого эффекта — величина (ф7с)р). Связь между маг-нитострикцией и магнитоупругим эффектом определяется следующими соотношениями для условий Т= onst [c.159]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...