Procedura szybkiego wyznaczania stanu naprężeń własnych za pomocą sondy z wirującym przemiennym polem magnetycznym – przypadek złącz spawanych ze stali magnetycznie anizotropowej

• Autorzy: Chmielewski, M. , Piotrowski, L. , Augustyniak, B.

Warianty tytułu

EN

Procedure of residual stresses quick evaluation with the use of circulating alternate magnetic field probe – in the case of magnetically welded anisotropic steel

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przedstawiono możliwie pełny opis urządzenia pomiarowego, służącego do szybkiego wyznaczania stanu naprężeń własnych w elementach konstrukcji stalowych. Działanie urządzenia zilustrowano wynikami badań naprężeń w doczołowym złączu spawanym. Stan naprężeń wyznacza się wykorzystując wyniki pomiaru kątowych rozkładów natężenia efektu Barkhausena. Istotnie nowym rozwiązaniem technicznym w tego typu pomiarach jest zastosowanie czterobiegunowej sondy efektu Barkhausena (EB), która magnesuje badany materiał polem przemiennym o skokowo zmienianym kierunku. Czas pomiaru jednego rozkładu kątowego wynosi około 30 s. Można tą sonda badać także powierzchnie zakrzywione. Proponowana procedura wyznaczania naprężeń z wyników pomiarów rozkładów kątowych EB zakłada wykonanie stosunkowo prostych operacji, wspomaganych oprogramowaniem. Rozkłady kątowe natężenia EB są przeliczane na rozkład kątowy odkształceń. Przeliczenie to bazuje na tak zwanych odwrotnych funkcjach kalibracyjnych.

EN

Presented is as complete description as possible of a measuring device dedicated for quick evaluation of residual stresses occurring in steel constructional elements. Functioning of the device is illustrated by results of stress measurements conducted in a butt welded joint. State of stresses was determined using results of Barkhausen effect (BE) angular distribution intensity measurements. The innovative technical solution in such measurements is the application of an BE four-pole probe that magnetizes the tested element with alternating magnetic field of abruptly changing direction. Measurement time of one angular distribution equals about 30 seconds. The probe can also examine curved surfaces. The proposed procedure of determining stresses using results of BE angular distribution assumes carrying out of some relatively simple software aided operations. BE intensity angular distributions are then converted into strains angular distribution and the conversion is based on the so-called inverse calibration functions.

Słowa kluczowe

PL

konstrukcja stalowa; pomiary; naprężenia własne

EN

steel constructions; measurements; residual stresses

• Czasopismo: Energetyka
• Rocznik: 2016
• Tom: nr 6
• Strony: 318--325
• Opis fizyczny: Bibliogr. 7 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Chmielewski, M.

• Politechnika Gdańska, Wydział FT i MS

autor

Piotrowski, L.

• Politechnika Gdańska, Wydział FT i MS

autor

Augustyniak, B.

• NNT Sp. z o.o., Gdańsk

Bibliografia

• [1] Handbook of measurement of residual stresses. Ed.: Lu, J, Liburn USA: The Fairmont Press, Inc., 1996.
• [2] Augustyniak B.: Zjawiska magnetosprężyste i ich wykorzystanie w nieniszczących badaniach materiałów, Monografia 38, Wyd. Politechnika Gdańska, Gdańsk, 2003.
• [3] Piech T., Technische Anwendungen der Barkhausen-Erscheinung. Wyd. Prace Naukowe Politechniki Szczecińskiej, vol.475, Szczecin, 1992.
• [4] Caldas-Morgan M., Padovese L.R., Fast detection of the magnetic easy axis on steel sheet using the continuous rotational Barkhausen method. NDT&International 45 (2012), p. 148-155.
• [5] Espina-Hernandez J.H., Perez-Benıtez J.A., Caleyo F., Baudin T., Helbert A.L., Hallen J.M.: Barkhausen noise measurements give direct observation of magneto-crystalline anisotropy energy in ferromagnetic polycrystals; J. Phys. D: Appl. Phys. 46 (2013), 392001.
• [6] Augustyniak B., Chmielewski M., Piotrowski L., Kiełczyński W., Prokop K., Kukla D., Pomiar naprężeń własnych metodą Barkhausena za pomocą sondy z wirującym polem magnetycznym, Energetyka, Problemy Energetyki I Gospodarki Paliwowo-Energetycznej, Vol.11 (2014), p. 641-643.
• [7] Raport końcowy z realizacji projektu NCBiR nr PBS1/A9/14/2012 pt. Opracowanie magnetycznej metody oceny stanu naprężeń w materiałach konstrukcyjnych zwłaszcza anizotropowych, Politechnika Gdańska, 2015.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.