Utilisation of magnetomechanical effects for detecting material stress and defects in technical diagnostics.

• Autorzy: Żurek Z.H.

Warianty tytułu

PL

Modelowanie i wykrywanie defektów w materiałach magnetycznych w zastosowaniu do diagnostyki technicznej.

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper reports on the results of utilising the measurements of magnetic properties of ferromagnetic materials for evaluating mechanical stress and detecting faults in machine parts. The changes of magnetic parameters were evaluated by investigating the field excited by external magnets. In the course of experimental and numerical studies a measuring probe was designed to determine magnetic field distribution. The construction and principles of operation of the probe are presented. Experimental investigations of mechanical stress in gear wheels and detection of tooth defects, using this probe, are discussed in concluding parts of the paper. Findings prove that the scheme of deriving mechanical data from the change of magnetic properties of materials is of use in technical diagnostics.

PL

W pracy omówiono wyniki badań naprężeń wewnętrznych pochodzenia mechanicznego w materiałach ferromagnetycznych za pomocą pomiaru zewnętrznego pola magnetycznego. Badania poprzedzono symulacją wpływu naprężeń mechnicznych na zmiany parametrów magnetycznych materiału. Przedstawiono fizyczne podstawy i zasadę pracy konstrukcji czujnika pomiarowego naprężeń mechanicznych. Przeprowadzono ekperymentalne badania koła zębatego przekładni poprzedzone badaniami jednoosiowego stanu naprężeń oraz symulacjami związków magnetomechanicznych zachodzących w ferromagnetykach pod wpływem obciążeń.

Słowa kluczowe

EN

non-destructive testing; ferromagnetic material; magnetic defectoscopy; technical diagnostics; Villarie's effect; vibration measurement; vibration; stress measurement; stresses; measurement; modelling

PL

badania nieniszczące; materiał ferromagnetyczny; defektoskopia magnetyczno-pomiarowa; diagnostyka techniczna; efekt Villariego; pomiar drgań; drgania; pomiar naprężeń; naprężenia; pomiar; modelowanie

• Wydawca: Komitet Budowy Maszyn PAN ; De Gruyter
• Czasopismo: Advances in Manufacturing Science and Technology
• Rocznik: 2002
• Tom: Vol. 26, nr 3
• Strony: 103--114
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz., fot., rys.

Twórcy

autor

Żurek Z.H.

• Silesian Technical University, Institute of Transport, Railway Engineering Department, 40-019 Katowice, ul. Krasińskiego 8, phone/fax [phone],

Bibliografia

• [1] R.M. BOZORTH: Ferromagnetism. The Institute of Electrical and Electronics Engineers, IEЕЕ Magnetics Society, New York 1993.
• [2] E. du TRÉMOLET de LACHEISSERIE: Theory and applications of magneto-elasticity. CRC PRESS, Boca Raton - Ann Arbor - Boston - London 1992, 2000, 24-26.
• [3] R. BOLL: Weichmagnetische Werkstoffe, 4., Erweiterte Auflage, VACUUM-SCCHELCE GMBH, 1990.
• [4] G. HINZ, H. VOIGT: Sensors. A compressive survey - Magnetoelastik sensors. Vacuumschmelze GmbH, Edited by VCH Verlagsgesellschaft GmbH FRG 1990, 99-102, 131.
• [5] D. MEEKER: Finite element method magnetics. User's manual, 1999.
• [6] M. MARKUSZEWICZ, A. MIERZYJEWSKI: Materiały magnetyczne. Wydawnictwo Górniczo-Hutnicze, Katowice 1954.
• [7] B.K. MUKHERJEE, S. SHERRIT: Characterisation of piezoelectric and elektrostrictive materials for acoustic transducer: Resonance methods. Proc. 5th Inter. Congress on Sound and Vibration, Adelaide 1997, 385-393.
• [8] Z.H. ŻUREK: Mechanika eksperymentalna, związki magnetomechaniczne w ferromagnetykach. Mat. Konferencji Polska mechanika u progu XXI wieku, Politechnika Warszawska, Kazimierz Dolny 2001, 537-544.
• [9] Z.H. ŻUREK: Modelowanie magnetyczne w mechanice. Symulacja rozkładu pola magnetycznego dla celów diagnostyki technicznej elementów maszyn. Mat. III Krajowej Konferencji, Kraków 2001, 493-498.
• [10] A. WILK, Z.H. ŻUREK, B. ŁAZARZ, G. WOJNAR: Wykrywanie uszkodzeń kół zębatych przekładni metodami magnetycznymi. Mat. XXVIII Ogólnopolskiego Sympozjum Diagnostyka Maszyn, Politechnika Śląska, Węgierska Górka 2001, 381-387.
• [11] Z.H. ŻUREK: Badania naprężeń w wirujących elementach maszyn. Mat. XVII Ogólnopolskiej Konferencji Przekładnie Zębate. Politechnika Śląska, Węgierska Górka 2000.
• [12] B. ŻÓŁTOWSKI: Leksykon diagnostyki technicznej. Wydawnictwo Uczelniane Akademii Techniczno-Rolniczej w Bydgoszczy, Bydgoszcz 1996.
• [13] W. ВARTELMUS: Diagnostyka maszyn górniczych. Wydawnictwo Śląsk, Katowice 1998.
• [14] Z.H. ŻUREK: Przetworniki magnetorezystancyjne pola magnetycznego w badaniach stanów naprężeń mechanicznych próbki stalowej. Mat. VIII Seminarium Nowe technologie i materiały w metalurgii i inżynierii materiałowej. Politechnika Śląska, Katowice 2000.
• [15] Z.H. ŻUREK: Sonda defektoskopu magnetycznego. Zgłoszenie patentowe P 344 955. Politechnika Śląska, Gliwice 2000.
• [16] Z.H. ŻUREK: Cienkowarstwowe czujniki magnetorezystancyjne jako narzędzia pomiarowe w diagnostyce technicznej. Mat. XXXVI Międzynarodowego Sympozjum Naukowego Maszyn Elektrycznych. Politechnika Wrocławska, Wrocław 2000.
• [17] Z.H. ŻUREK: Użyteczność wybranych metod i narzędzi pomiarowych w diagnostyce technicznej. Mat. XXVII Ogólnopolskiego Sympozjum Diagnostyka maszyn. Politechnika Śląska, Węgierska Górka 2000.
• [18] Z.H. ŻUREK: Pomiary sił i naprężeń w stalach węglowych w oparciu o magnetomechaniczny efekt Villariego. Nowe technologie, i materiały w metalurgii i inżynierii materiałowej. Mat. IX Seminarium Naukowego. Politechnika Śląska, Katowice 2001.
• [19] Z.H. ŻUREK: Efekty magnetyczne użyteczne w diagnostyce technicznej. Mat. XXXVII Międzynarodowego Sympozjum Maszyn Elektrycznych. Politechnika Śląska 2001.