Utilization of Rayleigh approximation for analysis of magnetoelastic effect in truss elements

• Autorzy: Jackiewicz Dorota

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2024.10.26

Warianty tytułu

PL

Wykorzystanie przybliżenia Rayleigha do analizy efektu magnetosprężystego w elementach kratownicy

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents the results of measurements of hysteresis loops in low magnetizing fields in steel truss elements under mechanical stress. This low magnetizing fields area is known as the Rayleigh region. Magnetic hysteresis loops under the influence of external forces in the range of up to 10.2 kN were measured. The investigation was performed for a truss made of ferromagnetic materials: 13CrMo4-5 and X30Cr13 steel. Based on the results, a modified Rayleigh approximation was proposed to include the effect of external force introducing stress to the material. The proposed modified Rayleigh approximation was verified. The high value of R2 determination coefficient confirms the correctness of the proposed solution for the discussed case.

PL

W artykule przedstawiono wyniki pomiarów pętli histerezy w słabych polach magnesujących w stalowych elementach kratownicy poddanych naprężeniom mechanicznym. Obszar słabych pól magnesujących nazywany jest obszarem Rayleigha. Wykonano pomiary pętli histerezy magnetycznej pod wpływem sił zewnętrznych w zakresie do 10,2 kN. Badania przeprowadzono dla kratownicy wykonanej z materiałów ferromagnetycznych: stali 13CrMo4-5 i stali X30Cr13. Na podstawie uzyskanych wyników, zaproponowano zmodyfikowaną postać aproksymacji Rayleigha w celu uwzględnienia wpływu siły zewnętrznej wprowadzającej naprężenia. Zaproponowana modyfikacja aproksymacji Rayleigha zostało zweryfikowana. Wysoka wartość współczynnika determinacji R2 potwierdza poprawność zaproponowanego rozwiązania dla rozważanego przypadku.

Słowa kluczowe

EN

rayleigh approximation; magnetoelastic effect; steel truss

PL

aproksymacji Rayleigha; efekt magnetosprężysty; kratownica stalowa

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2024
• Tom: R. 100, nr 10
• Strony: 140--142
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Jackiewicz Dorota

• Politechnika Warszawska, Instytut Metrologii i Inżynierii Biomedycznej, ul. Boboli 8, 02-525 Warszawa

• https://orcid.org/0000-0001-9042-6854

Bibliografia

• [1] Jiles, D., Atherton, D., Theory of ferromagnetic hysteresis, J. Magn. Magn. Mater., 61 (1986), 48-60
• [2] Bozorth R. M., Ferromagnetism, Van Nostrand, (1951)
• [3] Kachniarz M., Bieńkowski A., Salach J., Szewczyk R., Magnetoelastic Villari Effect in Ferrite Materials for Force and Stress Sensors Working in Low Magnetizing Field Region, Acta Phys. Pol. A, 133 (2018), 660-662
• [4] Lord Rayleigh R.S., On the behaviour of iron and steel under the operation of feeble magnetic forces, Lond. Edinb. Dublin Philos. Mag. J. Sci., 23 (1887), 225-245
• [5] Kachniarz M., Szewczyk R.: Study on the Rayleigh Hysteresis Model and its Applicability in Modeling Magnetic Hysteresis Phenomenon in Ferromagnetic Materials, Acta Phys. Pol. A, 131 (2017), 1244-1249
• [6] Tumański, S. Handbook of magnetic measurements. Taylor & Francis Group, (2011)
• [7] Jackiewicz, D., Szewczyk, R., Bieńkowski, A., Utilizing magnetoelastic effect to monitor the stress in the steel truss structures, J. Electr. Eng., 66 (2015), 178-181
• [8] Kachniarz M., Kołakowska K., Salach J., Szewczyk R., Nowak P., Magnetoelastic Villari Effect in Structural Steel Magnetized in the Rayleigh Region, Acta Phys. Pol. A 133 (2018), 660-662

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa nr POPUL/SP/0154/2024/02 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki II" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2025).