ВЛИЯНИЕ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ТРАЕКТОРИИ ДВИЖЕНИЯ ВИХРЕВЫХ ТОКОВ НА ДИАГРАММУ НАПРАВЛЕННОСТИ УЛЬТРАЗВУКОВЫХ ВОЛН, ВОЗБУЖДАЕМЫХ СИЛОЙ ЛОРЕНЦА Дерябин А.А.,Прилуцкий М. А.,Ремизов А.Л.,Щипаков Н.А.

МГТУ им. Н.Э. Баумана


Номер: 9-
Год: 2014
Страницы: 43-46
Журнал: Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук

Ключевые слова

неразрушающий контроль, магнитное поле, сила Лоренца, диаграмма направленности, треугольник, магнитострикция, ферромагнетики, non destructive testing, magnetic field, Lorentz force, directivity diagram , triangle, magnetostriction, ferromagnetic

Просмотр статьи

⛔️ (обновите страницу, если статья не отобразилась)

Аннотация к статье

В статье рассматриваются особенности формирования диаграммы направленности продольных волн, возбуждаемых силой Лоренца при движении вихревых токов по различным траекториям.

Текст научной статьи

Введение В настоящее время растет интерес к бесконтактным источникам ультразвуковых колебаний при проведении неразрушающего контроля сварных соединений и основного металла различных конструкций. Электромагнитно- акустические (ЭМА) источники ультразвука являются самыми массовыми в спектре бесконтактных источников. Работы [1-7] посвящены изучению диаграмм направленности ЭМА преобразователей. Данная работа посвящена обобщению полученных теоретических исследований. Влияние геометрических характеристик вихревых токов на диаграммы направленности ультразвуковых волн В работах [1-7] были исследованы два типа укладки проводников в возбуждающих катушках ЭМА преобразователей. Первый тип укладки проводников - намотка на сердечник (рис. 1). Вторая схема - горизонтальная укладка проводников (рис.2). Рис. 1. Схема возбуждения УЗК при помощи силы Лоренца при намотке проводника на сердечник Расчеты, сделанные для диаграмм направленности для этих двух схем показали, что возбуждающей силой является сила Лоренца, а тип возбуждаемых волн зависит от направленности поля подмагничивания Во. Как правило, схему, представленную на рисунке 2, применяют для возбуждения поверхностных волн Рэлея, а схему, представленную на рисунке 1, применяют для возбуждения объемных волн (продольную и поперечную). Рис. 2. Схема возбуждения УЗК при помощи силы Лоренца при горизонтальной укладки проводника Диаграммы направленности для схемы с намоткой проводников и схемы с горизонтальной укладкой проводников представлены на рис.3 и рис.4 соответственно. Как видно из рис.3 и рис.4 диаграммы направленности представляют из себя симметричные много лепестковые диаграммы. Количество лепестков зависит от частоты волны (чем выше частота, тем больше лепестков). Также, результаты расчета показали, что в обоих случаях существуют мертвые зоны Мз, величины которых зависят от частоты (чем выше частота, тем меньше величина мертвой зоны). Рис. 3. Общий вид четырех лепестковой диаграммы направленности для схемы с намоткой проводника на сердечник: частоты возбуждаемых колебаний 1 МГц, максимальный диаметр траектории вихревого тока а = 10 мм. Рис. 4. Поле звукового давления на глубине 0.1 мм, ток 100 А, частота 1 МГц для горизонтальной укладки проводников Рис. 5. Зона максимума 1 поля звукового давления на глубине 0.1 мм, ток 100 А, частота 1 МГц для горизонтальной укладки проводников На рис. 5 показано, что каждая зона максимумов для схемы возбуждения с горизонтальной укладкой проводников имеет свою особенность - зону падения амплитуды более чем в 1000 раз, «мертвую зону». Для расчета методик ультразвукового контроля необходимо учитывать величины мертвых зон. Так, например, для конструкции преобразователя, представленного на рисунке 1, на частоте 0.5 МГц при а=10 мм на глубине 30 мм внутри пластины или сварного соединения будет пропущена несплошность, протяженностью 4 мм из-за зоны Мз. Вывод: для каждой конкретной задачи по диагностике необходимо выбирать не только частотные характеристики преобразователей, но и их тип, учитывать для каждого типа ЭМАП значение «мертвых зон», которые снижают чувствительность контроля.

Научные конференции

 

(c) Архив публикаций научного журнала. Полное или частичное копирование материалов сайта возможно только с письменного разрешения администрации, а также с указанием прямой активной ссылки на источник.