Analysis and computer modeling of magnetoelastic characteristics of FeNi-based amorphous ring-shaped core under uniform compressive and tensile stresses

• Autorzy: Salach J. , Szewczyk R. , Bieńkowski A. , Jackiewicz D.

Warianty tytułu

PL

Analiza i modelowanie magnetosprężystych charakterystyk rdzenia pierścieniowego stopu amorfi cznego na bazie żelaza i niklu poddanego działaniu naprężeń ściskających i rozciągających

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Paper presents methodology of generation of the uniform, compressive or tensile stresses in ring-shaped amorphous alloys core. In this study we use the set of special nonmagnetic, cylindrical backings. These backings enabled the core to be wound as well as create the possibility of generation of uniform compressive and tensile stresses. Using presented methodology the magnetoelastic characteristics were experimentally determined for Fe40Ni38Mo4B18 Metglas 2826 MB amorphous alloy. Knowledge about these properties is important for users of inductive components with amorphous alloys cores due to the fact, that changes of fl ux density due to magnetoelastic effect exceed 40%.

PL

W artykule przedstawiono metodykę zadawania jednorodnych naprężeń ściskających i rozciągających do rdzenia pierścieniowego wykonanego ze amorfi cznego stopu magnetycznie miękkiego. Do badań wykorzystano zestaw specjalnych, cylindrycznych nakładek wykonanych z materiału niemagnetycznego. Z wykorzystaniem tych nakładek powstała możliwość zarówno wykonania uzwojenia magnesującego i pomiarowego, jak również obciążenia rdzenia w zakresie naprężeń rozciągających i ściskających. Z wykorzystaniem przedstawionej metodyki zbadano charakterystyki magnetosprężyste stopu amorfi cznego o składzie Fe40Ni38Mo4B18 (Metglas 2826 MB). Wiedza w zakresie tych charakterystyk jest ważna z punktu widzenia dla użytkowników elementów indukcyjnych z rdzeniami ze stopów amorfi cznych. Należy podkreślić, że pod wpływem naprężeń mechanicznych, wartość maksymalnej indukcji magnetycznej B w rdzeniu może zmieniać się nawet o 40%. Unauthenticated

Słowa kluczowe

EN

magnetoelastic effect; amorphous alloys

• Wydawca: Instytut Informatyki Teoretycznej i Stosowanej Polskiej Akademii Nauk
• Czasopismo: Theoretical and Applied Informatics
• Rocznik: 2013
• Tom: Vol. 25, No. 1
• Strony: 29--40
• Opis fizyczny: Bibliogr. 23 poz., rys.

Twórcy

autor

Salach J.

• Institute of Metrology and Biomedical Engineering Warsaw University of Technology, Warsaw, Poland

autor

Szewczyk R.

• Industrial Research Institute for Automation and Measurements, Warsaw, Poland

autor

Bieńkowski A.

• Institute of Metrology and Biomedical Engineering Warsaw University of Technology, Warsaw, Poland

autor

Jackiewicz D.

• Institute of Metrology and Biomedical Engineering Warsaw University of Technology, Warsaw, Poland

Bibliografia

• 1. B. D. Cullity, Introduction to magnetic materials, Addison Wesley, 1972.
• 2. A.L. Window, Strain gauge technology, Springer, 1992.
• 3. A. Bieńkowski, R. Szewczyk, The possibility of utilizing the high permeability magnetic materials in construction of magnetoelastic stress and force sensors, Sensors and Actuators A 113 (2004) 270.
• 4. A. Bieńkowski, R. Szewczyk, J. Salach, Industrial Application of Magnetoelastic Force and Torque Sensors, Acta Physica Polonica A 118 (2010) 1008.
• 5. G. Buttino, M. Poppi, Dependence on the temperature of magnetic anisotropies in Fe-based alloys of Finemet, J. Magn. Magn. Mater. 170 (1997) 211.
• 6. D. C. Jiles, Introduction to Magnetism and Magnetic Materials, Chapman&Hall, London 1998.
• 7. H. Kronmuller, S. Parkin (eds.), Handbook of Magnetism and Advanced Magnetic Materials, Volume 4: Novel Materials, John Wiley & Sons 2007.
• 8. A. Pressman, Switching mode power supply design, McGraw-Hill, New York 1998.
• 9. K. Mohri, E. Sudoh, New extensometer using amorphous magnetostrictive ribbon wound cores, IEEE Trans. Magn. 17 (1981) 1317.
• 10. A. E. Clark, M. Wun-Fogle, A new method of magnetostrictivity and magnetostriction measurement, IEEE Trans. Magn. 25 (1989) 3611-13.
• 11. A. Bieńkowski, R. Szewczyk, J. Salach, Polish Patent pending P-382457, 2007.
• 12. A. Bieńkowski, R. Szewczyk, Polish Patent P-345758, 2001.
• 13. A. Bieńkowski, R. Kolano, R. Szewczyk, New method of characterization of magnetoelastic properties of amorphous ring cores, J. Magn. Magn. Mater. 254-255 (2003) 67-69
• 14. M. Sablik, S. Rubin, L. Riley, D. Jiles, D. Kaminski, S. Biner, A model for hysteretic magnetic properties under the application of noncoaxial stress and fi eld, J. Appl. Phys. 74 (1993) 480-488.
• 15. H. Kwun, Investigation on the dependence of barkhausen noise on stress and the angle between the stress and magnetization direction, J. Magn. Magn. Mater 49 (1985) 235-40
• 16. R. Szewczyk, J. Salach, A. Bieńkowski, Modelling the magnetoelastic materials for force and torque sensors, Solid State Phenomena 144 (2009) 124.
• 17. R. O’Handley, Modern magnetic materials – principles and applications, John Wiley & Sons, 2000.
• 18. V. E. Iordache, E. Hug, Effect of mechanical strains on the magnetic properties of electrical steels, Journal of Optoelectronics and Advanced Materials 6 (2004) 1297.
• 19. R. Hasegawa, Applications of amorphous magnetic alloys in electronic devices, Journal of Non-Crystalline Solids 287 (2001) 405-412.
• 20. M. J. Sablik, B. Augustyniak, M. Chmielewski, Modeling biaxial stress effects on magnetic hysteresis in steel with the fi eld and stress axes noncoaxial, J. Appl. Phys. 85 (1999) 4391.
• 21. R. Szewczyk, Extension for the model of the magnetic characteristics of aniso-tropic metallic glasses, Journal of Physics D – Applied Physics 40 (2007) 4109.
• 22. Y. Bernard, E. Mendes, F. Bouillault, Dynamic hysteresis modeling based on preisach model, IEEE Trans. Magn. 38 (2002) 885.
• 23. J. Salach, A. Bieńkowski, R. Szewczyk, D. Jackiewicz, P. Frydrych, A. Kolano-Burian, Zastosowanie magnetyków amorfi cznych do budowy magnetosprężystych sensorów sił rozciągających, Pomiary Automatyka Robotyka 2 (2012) 556.