FI60934C - Saett att definiera utmattningshaollfasthet hos ferromagnetiskt material utan att bryta materialet - Google Patents
Saett att definiera utmattningshaollfasthet hos ferromagnetiskt material utan att bryta materialet Download PDFInfo
- Publication number
- FI60934C FI60934C FI801615A FI801615A FI60934C FI 60934 C FI60934 C FI 60934C FI 801615 A FI801615 A FI 801615A FI 801615 A FI801615 A FI 801615A FI 60934 C FI60934 C FI 60934C
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- fatigue
- att
- mechanical
- utmattningshaollfasthet
- ferromagnetiskt
- Prior art date
Links
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Magnetic Means (AREA)
Description
I55FH [B] (11)KUULUTUS]ULKAISU , n g , m J^STa l J ' ' utlAggningsskrift C/^r\ Patentti myönnetty 13 04 1932 • ·ύ\? (45) ' 7 Patent meddelat ^ T ^ (51) Kv.lk?/lnt,CI.3 G 01 N 27/72 SUOMI—FINLAND d) Ptt*nttih*k«mut— Pattnun*6knlng 80l6l5 (22) H«k«mltpUvl — Ansdknlngtdag 20.05.80 (23) AlkupUvi —Glltlgh«t*d»g 20.05.80 (41) Tullut Julkiseksi — Bllvlt offemllg 21.11.8l
Patentti- ]a rekisterihallitut .... ........ ........
_ . . , . . , (44) Nlhtlvlkslpsnon ja kuuLjulkalsun pvm. —
Patent-och registerstyrelsen Antokin utitgd och utl.*krift.n pubik«f>d 31.12.81 (32)(33)(31) Pyydetty etuoikeus—Begird prloritet (71)(72) Pekka Ruuskanen, Pellervonkatu 27 B 6U, 335^0 Tampere 5k,
Pentti Kettunen, Liutuntie 15 D 21, 362I+O Nattari,
Suomi-Finland (FI) (51») Menetelmä ferromagneettisen materiaalin väsymislujuuden määrittämiseksi ainetta rikkomatta - Sätt att definiera utmattningshäll-fasthet hos ferromagnetiskt material utan att bryta materialet Tämä keksintö kohdistuu ferromagneettisen materiaalin väsymislujuuden mittausmenetelmään.
Väsymiskestävyys ilmoitetaan ns. S-N-käyrän avulla, joka määritetään kokeellisesti rasittamalla koekappaleita eri kuormitus-amplitudeilla murtumaan saakka. Eräs S-N-käyrän tärkeimmistä yksityiskohdista on sieto- tai väsymisraja, mikä on se kuormitus-amplitudin arvo, jota pienempi rasitus ei aiheuta väsymismurtumaa eikä kappaleen tuhoutumista. Sieto- ja väsymisraja on myös käytännön kannalta tärkein väsymislujuuden arvo. Ko. rajan määrittäminen em. tavalla kestää aineenkoetuskoneen laadusta riippuen 5-10 vuorokautta.
On olemassa joitakin ainettarikkomattomia väsymismittausmene-telmiä, joilla voidaan seurata väsymisen kehittymistä rakentees- 2 60934 sa. Näille menetelmille on ominaista se, että ne vaativat mittaustulosten vertaamista edellisiin mittauksiin tai referenssi-näytteestä saatuihin arvoihin. Ko. menetelmät ovat kuitenkin osoittautuneet melko epäluotettaviksi eikä niillä voida määrittää em. tärkeintä suuretta, sieto- tai väsymisrajaa. Esimerkkeinä mainittakoon mm. väsymislankarnenetelmät ja koersitiivi-voiman mittaukset.
Tässä ainettarikkomattomassa väsymisrajan mittausmenetelmässä käytetään hyväksi ns. mekaanista Barkhausen-kohinaa. Mekaaninen Barkhausen-kohina on ilmiönä aikaisemmin tunnettu ja se liittyy materiaalin magneettisen tilan irreverslibeleihin muutoksiin (ns. domeenivallien epäjatkuviin liikkeisiin) mekaanisen kuormituksen vaikutuksesta kappaleen ollessa stabiilissa magneettikentässä tai demagnetoidussa tilassa.
Paremmin tunnettu on ns. "tavallinen" Barkhausen-kohina, joka perustuu muuttuvan ulkoisen magneettikentän vaikutuksiin ja jonka hyväksikäyttämiseksi ainettarikkomattomaan mittaukseen on kehitetty lukuisia laitteita. Viimemainittuun ilmiöön perustuu mm. US.pat.no. 3,427,872, jolla materiaalin staattinen kuormitus- tai myötymätila voidaan määrittää ulkoisen muuttuvan magneettikentän avulla. Ko. menetelmää ei voida käyttää kuitenkaan mekaanisen Barkhausen-kohinan analysointiin, eikä sillä voida määrittää materiaalin väsymisrajaa.
Keksinnön mukaiselle menetelmälle on tunnusomaista se mikä on esitetty oheisessa patenttivaatimuksessa. Keksinnön mukaista menetelmää käyttäen saavutetaan se merkittävä etu, että tämä väsymis- tai sietoraja voidaan määrittää n. 15 minuutissa.
Siten ko. menetelmällä voidaan käytännössä välittömästi todeta, kun jonkin koneenosan dynaaminen rasitus nousee liian suureksi.
Keksinnön mukaista menetelmää on lähemmin selostettu oheisessa selityksessä samalla viitaten oheisiin piirustuksiin, joissa kuva 1 esittää keksinnön mukaisen menetelmän soveltamiseksi vaadittavia mittausjärjestelyjä, ja kuva 2 esittää mittausmenetelmää vaiheittain.
3 60934
Mittausjärjestelyihin liittyvät osat (kuva 1): a. kuormituksen alainen kappale b. anturi, johon mekaaninen Barkhausen-kohina indusoi smv-pulsseja; anturi voi olla irti mitattavan kappaleen pinnasta c. vahvistin d. diskriminaattori, jolla vahvistetusta kohinasta valitaan analysoitaviksi halutun suuruiset pulssit e. kokojakauman, tehollisarvon, keskiarvon tai taajuuden mittaus f. tulostus
Mittaus tapahtuu vaiheittain seuraavasti:
Vaihe 1: Mitattavaan kappaleeseen aiheutetaan ulkoisella kuormituksella hilavikajärjestys, joka dominoi kappaleen sisäisiä irreversiibelejä magnetisaatiomuutoksia. Esim. mekaanista kuor-mitusamplitudia F nostetaan joko jatkuvasti, kuten kuvassa 2a on esitetty, tai portaittain, jolloin jokainen porras sisältää useita amplitudeja. Hilavioilla tarkoitetaan tässä yhteydessä mm. dislokaatioita, joiden välityksellä materiaalin plastinen muodonmuutos ja siten myöskin väsyminen tapahtuvat. Kuormitus-amplitudia nostettaessa nousee esim. indusoituneen mekaanisen Barkhausen-kohinan tehollisarvo RMS verrannollisena kuormitus-amplitudiin, kuten kuvassa 2b on esitetty.
4 60934
Vaihe 2: Pudotetaan kuormitusamplitudi F nollaan ja lähdetään nostamaan sitä uudelleen/ kuten kuvassa 2c on esitetty. Tällöin jos ensimmäinen väsytys on suoritettu riittävän suurella amplitudilla havaitaan esim. indusoituneen mekaanisen Barkhausen-kohinan tehollisarvossa RMS selvä maksimikohta tietyllä kuormi-tusamplitudin arvolla, kuten kuvassa 2d on esitetty. Tämän kuormitusamplitudin on todettu vastaavan erittäin tarkasti alkuperäisen väsymättömän materiaalin väsymis- tai sietorajaa.
Edellämainittua "riittävän suurta kuormitusamplitudia" ei tarvitse tuntea. Se voidaan löytää kokeellisesti suorittamalla vaiheet 1 ja 2 riittävän monta kertaa peräkkäin lisäämällä joka kerralla maksimikuormitusamplitudia, kunnes vaiheen 2 maksimi-kohta ilmestyy. Kokeet ovat osoittaneet, että vaadittava maksimi-kuormitus amplitudi on n. 60-70 % rakenteen vetomyötölujuudesta.
Edellä on esitetty vain eräs edullinen suoritusmuoto keksinnön mukaisen menetelmän soveltamiseksi. On hyvin mahdollista esimerkiksi mitata Barkhausen-kohinan taajuudessa, kokojakaumassa tai keskiarvossa dislokaatioliikkeiden ja -ryhmittymien aiheuttamia muutoksia tehollisarvon asemesta. Myöskin ulkoinen kuormitus, jolla aiheutetaan menetelmän mukainen Barkhausen-kohinan maksimiarvo, voi olla jokin muu kuin amplitudiltaan kasvava vaihtokuormitus, esim. tykyttävä kuormitus tms.
Keksinnön mukaisen menetelmän suoritusmuodot voivat vaihdella oheisen patenttivaatimuksen puitteissa.
Claims (1)
- 5 60934 Patenttivaatimus : Menetelmä dislokaatioliikkeen ja muuttuvan mekaanisen kuormituksen ferromagneettisissa materiaaleissa aiheuttaman mekaanisen Barkhausen-kohinan käyttämiseksi ainetta rikkomattomana väsymismittausmenetelmänä, tunnettu siitä, että menetelmä käsittää seuraavat vaiheet: - koekappaletta kuormitetaan ulkoisesti esim. amplitudiltaan portaittain tai jatkuvasti kasvavalla vaihtokuormituksella tai vastaavalla (kuva 2a) ja siten aiheutetaan koekappaleeseen irreversiibeleiden magnetisaatiomuutosten kannalta dominoiva hilavikarakenne (hilavikajärjestys), jolloin samanaikaisesti mitataan ferromagneettisen materiaalin väsymisen aikana indusoituneen mekaanisen Barkhausen-kohinan tehollisarvossa, taajuudessa, kokojakaumassa tai keskiarvossa tapahtuvia muutoksia (kuva 2b), - ulkoinen kuormitus poistetaan, - koekappaletta kuormitetaan ulkoisesti esim. amplitudiltaan portaittain tai jatkuvasti kasvavalla vaihtokuormituksella (kuva 2c), jolloin samanaikaisesti mitataan ferromagneettisen materiaalin väsymisen aikana indusoituneen mekaanisen Barkhausen-kohinan tehollisarvossa, taajuudessa, kokojakaumassa tai keskiarvossa syntyvä maksimikohta, jota vastaava kuormitus-amplitudin arvo vastaa koekappaleen väsymisrajan väsymislujuutta (kuva 2d). i
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI801615A FI60934C (fi) | 1980-05-20 | 1980-05-20 | Saett att definiera utmattningshaollfasthet hos ferromagnetiskt material utan att bryta materialet |
| FI813161A FI62732C (fi) | 1980-05-20 | 1981-10-12 | Saett att definiera utmattningshaollfasthet hos ferromagnetiskt material utan att bryta materialet |
| PCT/FI1981/000086 WO1983001836A1 (en) | 1980-05-20 | 1981-11-18 | Method for measuring fatigue strength of ferromagnetic materials non-destructively |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI801615A FI60934C (fi) | 1980-05-20 | 1980-05-20 | Saett att definiera utmattningshaollfasthet hos ferromagnetiskt material utan att bryta materialet |
| FI801615 | 1980-05-20 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FI60934B FI60934B (fi) | 1981-12-31 |
| FI60934C true FI60934C (fi) | 1982-04-13 |
Family
ID=8513488
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FI801615A FI60934C (fi) | 1980-05-20 | 1980-05-20 | Saett att definiera utmattningshaollfasthet hos ferromagnetiskt material utan att bryta materialet |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| FI (1) | FI60934C (fi) |
-
1980
- 1980-05-20 FI FI801615A patent/FI60934C/fi not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FI60934B (fi) | 1981-12-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9157892B2 (en) | Surface property inspection device and surface property inspection method | |
| US4689558A (en) | Non-destructive method of measuring the fatigue limit of ferromagnetic materials by use of the mechanical Barkhauser phenomenon | |
| JPS5772033A (en) | Contact-free measurement of static and dynamic torque | |
| JP3300810B2 (ja) | 強磁性構造材の強度の経年劣化の非破壊測定方法 | |
| FI60934C (fi) | Saett att definiera utmattningshaollfasthet hos ferromagnetiskt material utan att bryta materialet | |
| WO1983001836A1 (en) | Method for measuring fatigue strength of ferromagnetic materials non-destructively | |
| FI62732C (fi) | Saett att definiera utmattningshaollfasthet hos ferromagnetiskt material utan att bryta materialet | |
| JPS59112257A (ja) | 強磁性材料の非破壊検査方法及び装置 | |
| RU2160441C2 (ru) | Способ неразрушающего контроля ферромагнитных материалов | |
| SU947738A1 (ru) | Способ неразрушающего контрол изделий из ферромагнитных материалов | |
| US20230018264A1 (en) | Method for determining a materials characteristic value of magnetizable metal bodies by means of a micromagnetic sensor assembly, and corresponding sensor assembly | |
| SU1114938A1 (ru) | Способ измерени механических напр жений в ферромагнитных объектах | |
| Vértesy et al. | Nondestructive material evaluation by novel electromagnetic methods | |
| SU1154562A1 (ru) | Способ измерени механических напр жений | |
| JPS63205558A (ja) | 亀裂深さの計測方法 | |
| SU1048302A1 (ru) | Способ измерени толщины ферромагнитных изделий и покрытий | |
| Nestleroth et al. | The effects of remanent magnetization on magnetic flux leakage signals | |
| SU1467489A1 (ru) | Способ поверки средств неразрушающего контрол | |
| SU1644018A1 (ru) | Способ неразрушающего контрол механических свойств изделий из углеродистых сталей | |
| SU1513084A1 (ru) | Устройство дл определени сопротивлени грунта при статическом зондировании | |
| SU901959A1 (ru) | Устройство дл измерени статических магнитных характеристик ферромагнитных материалов | |
| Pravdin et al. | Investigation of Possibility of Testing Mechanical Properties of VCh 45-5 Iron Using the Magnetic--Acoustic Method | |
| SU1303927A1 (ru) | Способ магнитопорошкового контрол | |
| SU1229609A1 (ru) | Способ определени нагруженности конструкции при вибрационном нагружении | |
| SU949355A1 (ru) | Способ определени напр жений в стальных конструкци х |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM | Patent lapsed |
Owner name: RUUSKANEN, PEKKA Owner name: KETTUNEN, PENTTI |