Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Дефектоскопия / Магнитопорошковая дефектоскопия / Троицкий Практический магнетизм.doc
Скачиваний:
1237
Добавлен:
12.05.2015
Размер:
17.33 Mб
Скачать

Магнитостатика деталей с разветвленной конфигурацией

Часто детали, подвергаемые магнипорошковому контролю, имеют сложную геометрию, поэтому намагничивание от­дельных частей зависит от формы тока, материала, взаим­ного расположения элементов детали и т.п.

Для любого узла разветвленного магнитопровода в ус­тановившемся магнитном состоянии справедлив первый за­кон Кирхгофа

т.е. алгебраическая сумма магнитных потоков в любом узле магнитной цепи равна нулю. Другими словами, суммарная ве­личина магнитных потоков, входящих в узел, равна суммарной величине магнитных потоков, выходящих из узла детали:

Если из этого равенства исключить значение магнитной индукции, то, оказывается, можно сравнивать не магнитные потоки, а величины сечений объемов, в которых магнитный поток имеет противоположные направления.

Для симметричной детали суммарная величина сечений всех объемов, по которым магнитный поток входит в узел, равна суммарной величине сечений всех объемов, по кото­рым магнитный поток выходит из узла (рис. 57, 58).

Рис. 57. Узел детали, образованный Рис. 58. Узел детали, образованный

перемычками неравного сечения. перемычками равного сечения.

От соотношения между величинами сечений перемы­чек, образующих узел детали и от их числа во многом за­висит картина магнитного состояния. При образовании узла несколькими перемычками величина сечения одной из них Si может быть больше суммы сечений всех остальных:

В этом случае эта перемычка в установившемся магнит­ном состоянии никогда не будет полностью намагниченной (рис. 58) и не может быть проконтролирована хорошо.

Для того чтобы сечение исследуемой перемычки узла было бы полностью намагниче­но, необходимо выполнение не­равенства:

т.е. величина сечения исследуемой перемычки детали дол­жна быть равна или меньше суммы сечений всех остальных перемычек детали.

В случае узла детали, образованного тремя перемычка­ми, что наиболее часто встречается в деталях машин, это равенство при любых величинах сечений S1, S2, S3 может быть преобразовано к виду:

|S2 - S3| S1S2 + S3.

Если это условие выполняется, то любая из перемычек этой структуры может находиться в одном из двух пол­ностью намагниченных состояний (r или –Фr).

В зависимости от конфигурации, условий механичес­кого нагружения магнитной структуры, от ее магнитной предыстории в установившемся магнитном состоянии могут иметь место несколько противоположно намагниченных объемов с различными величинами магнитных потоков, замыкающихся по различным путям (рис. 57...59). Все ска­занное выше в равной мере может быть отнесено как к плоским, так и к объемным деталям. При реальных магнитных материалах ширина границы между противоположно намаг­ниченными слоями (рис. 60) детали может иметь довольно ощутимую величину, часто соизмеримую с шириной перемычек, что требует первый закон Кирхгофа для магнитных цепей.

Рис. 59. Картина магнитных потоков Рис. 60. Картина состояния узла,

в разветвленном магнитопроводе. послойное намагничивание.

Рис. 61. Устойчивые магнитные состояния симметричного троичного узла.

Поэтому детали в ниде разветвленных конструкций перед выполнением де­фектоскопии должны рассматриваться с учетом распреде­ления магнитного потока.

О статической картине распределения магнитного по­тока в разветвленной детали можно судить на основании измерения ЭДС, наводимых в измерительных катушках, навиваемых на эти части детали.

Узлы, образованные тремя ветвями (рис. 61, 62), наи­более часто встречаются в исследуемых деталях. При сим­метричном троичном узле две ветви находятся в намагниченном состоянии, третья обязательно в размагниченном.

При несимметричном троичном узле детали сечения ветвей могут иметь различные величины. Встречаются такие тро­ичные несимметричные узлы, сечения двух ветвей которых равны между собой, а сече­ние третьей равно сумме пер­вых двух. Такие узлы могут иметь два рабочих установившихся магнитных состояния. Узлы четвертичные также могут быть симметричными и несимметричными и магнитное состояние отдельных ветвей может иметь как минимум три варианта.

Рис. 62. Устойчивые магнитные состояния несимметричного троич­ного узла.

Рис. 63. Некоторые возможные магнитные состояния распределения противопотоков в несимметричных узлах.

На рис. 63 показано семь возможных вариантов распределения магнитных потоков в четвертичном несимметричном узле сложной детали с одним источником МДС. Картина магнитного состояния узла определяется не только его конструкцией, но и режимом намагничивания.