4 курс / KursovayaMANG
.docxФедеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего образования
«Петербургский государственный университет путей сообщения императора Александра I»
Кафедра «Методы и приборы неразрушающего контроля»
Курсовая работа
по дисциплине
«Методы магнитного контроля»
Вариант 10
Выполнил ст.гр. ПБ(А)-513 Газрати И.Б.
Проверил :
Коновалов Р.С.
Санкт-Петербург
2018
Оглавление
Задача 1 3
Задача3 5
Задача6 7
Задача №1
№ варианта |
Задача №1 |
Задача |
||
Глубина h, мм |
Раскрытие 2b, мм |
Плоскость у, мм |
||
10 |
12 |
2,8 |
9 |
№ 3,6 |
Рис. 1. Модели дефекта типа «вертикальная прорезь»:
а – модель типа А; б – модель типа B
Для модели типа А напряженность поля задается выражениями:
,
где – плотность магнитных зарядов(так ка плотность неизвестна, то принимаем ее за 1.
Для модели типа B:
,
где
– напряженность магнитного поля внутри
трещины.
Результаты расчета
для обеих моделей А
и В
приведены в виде кривых
и
,
графики были построены в MathCad.
Задача №3
Необходимо обнаруживать трещины в цилиндрических деталях длиной l = 200 мм, внешним диаметром d = 35 мм и толщиной стенки = 2,5 мм из закаленной стали 45 по уровню чувствительности Б. Выбрать способ контроля и режим намагничивания.
Магнитные параметры стали марки 45: Вr = 1,2 Тл; Нс = 2160 А/м.
Решение:
Уровень чувствительности Б говорит о том, что обнаруживаемые дефекты должны иметь минимальную ширину и протяженность ( в мкм) соответственно 10 и 0,5.
Контроль возможно проводить двумя способами. Для обнаружения продольных трещин – циркулярный с пропусканием тока через деталь или стержень (рисунок 1), проходящий через сквозное отверстие детали. А также полюсной осуществляющийся с помощью соленоидов (рисунок 2), для обнаружения поперечных трещин.
Так как коэрцитивная сила материала больше, чем 10 А/см. , то допускается использование как СПП, так и СОН. Для удобства выберем СОН
1, 2, 3 - дефекты; 4 - объект, 5 - проводник; D- внешний диаметр объекта; I- ток
Рисунок 1
Циркулярное намагничивание с пропусканием тока по стержню
1 - соленоид; L, D - длина и диаметр соленоида, см
Рисунок 2
Намагничивание с пропусканием тока по соленоиду
1)Расчет параметров для циркулярного намагничивания (поиска продольных трещин):
𝐻=(7÷12)Hc = 7*21,6 = 151.2 A/см
𝐼= 𝐻∗2𝜋𝑅=151.2∗2∗3,14∗3,5/2=1662А
За материал стрежня примем медь, так как у нее довольно большая плотность тока: q = (5÷10) A/мм2. Примем плотность тока q = 5 A/мм2.
𝑆= 𝐼/𝑞= 1662/5=332.4 мм2 – площадь сечения стержня.
𝑟= √(𝑆/2𝜋) = 7.28 мм – радиус стержня.
d = 2r = 14.6 мм – диаметр стержня.
Поскольку внутренний диаметр цилиндрической детали равен 32,5 мм, то данный стержень подходит
2)Расчет параметров для полюсного намагничивания (поиска поперечных трещин):
Для полюсного намагничивания будем использовать намотку (катушку), причем по размерам примерно равную объекту контроля, т.е L = 200 мм, C = 35 мм.
𝐻=(7÷12)Hc = 7*21,6 = 151.2 A/см
Поскольку на ее краях напряженность падает в два раза, то увеличим значение Н в 2 раза. Н = 302.4 A/см.
Iw = H*L = 302.4*20 = 6048 A.витков
Допустим, что количество витков w = 40, тогда необходимый ток I = 151.2 A.
За материал обмотки (катушки) примем медь, ее плотность тока q = (5÷10) A/мм2. Примем плотность тока q = 5 A/мм2.
𝑆= 𝐼/𝑞= 30.24 мм2 – площадь сечения стержня.
𝑟= √(𝑆/2𝜋) = 3.1 мм – радиус стержня.
d = 2r = 6.2 мм – диаметр стержня
Задача №6
Оценить влияние изменений толщины зазора в пределах 0…1 мм на работу коэрцитиметра при контроле ОК из стали 45 (Hс = 2160 А/м). База датчика L = 100 мм, число витков обмотки w=1000, материал магнитопровода – электротехническая сталь: Нд <80 А/м, Вд =1,2 Тл.
Решение.
При измерении Нс испытываемый образец сначала намагничивают практически до насыщения в электромагните или в намагничивающей катушке. Затем через эту катушку с помещённым в неё образцом пропускают ток, магнитное поле которого размагничивает образец. Ток увеличивают до тех пор, пока намагниченность образца не уменьшится до нуля, что регистрируется индикаторами. По току в катушке определяют напряжённость размагничивающего поля, т. е. Нс.
По закону полного тока:
Поскольку зазор очень мал индукцию B0 в зазоре можно считать равной индукции Bд магнитопровода.
Рассмотрим два случая а) без учета зазора и б) с учетом зазора:
а)
б)
Значение размагничивающего тока изменится на:
Значение напряженности поля, создаваемого электромагнитом, следовательно, и показания прибора на:
Где L и D – длина и диаметр катушки соответственно.