FI62732C - 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
- FI62732C FI62732C FI813161A FI813161A FI62732C FI 62732 C FI62732 C FI 62732C FI 813161 A FI813161 A FI 813161A FI 813161 A FI813161 A FI 813161A FI 62732 C FI62732 C FI 62732C
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- att
- fatigue
- frequency
- test piece
- definiera
- Prior art date
Links
Description
6273262732
MENETELMÄ FERROMAGNEETTISEN MATERIAALIN VÄSYMISLUJUUDEN MÄÄRITTÄMISEKSI AINETTA RIKKOMATTAMETHOD FOR DETERMINING THE FATIGUE STRENGTH OF A FERROMAGNETIC MATERIAL WITHOUT BREAKING A SUBSTANCE
Sätt att definiera utmattningshällfasthet hos ferro-magnetiskt material utan att bryta materialetSät at definiera utmattningshällfasthet hos Ferro-magnetiskt material utan att bryta materialet
Jakamalla erotettu patenttihakemuksesta 801615 (kuulutus-julkaisu ...) Tämä keksintö kohdistuu ferromagneettisen materiaalin väsymislujuuden mittausmenetelmään.This invention relates to a method for measuring the fatigue strength of a ferromagnetic material.
Väsymiskestävyys ilmoitetaan ns. S-N-käyrän avulla, joka määritetään kokeellisesti rasittamalla koekappaleita eri 5 kuormitusamplitudeilla murtumaan saakka. Eräs S-N-käyrän tärkeimmistä yksityiskohdista on sieto- tai väsymisraja, mikä on se kuormitusamplitudin arvo, jota pienempi rasitus ei aiheuta väsymismurtumaa eikä koekappaleen tuhoutumista. Sieto- ja väsymisraja on myös käytännön kannalta tärkein 10 väsymislujuuden arvo. Ko. rajan määrittäminen em. tavalla kestää aineenkoetuskoneen laadusta riippuen 5-10 vuorokautta.Fatigue resistance is stated in the so-called Using an S-N curve determined experimentally by stressing the specimens with different 5 load amplitudes until fracture. One of the most important details of the S-N curve is the tolerance or fatigue limit, which is the value of the load amplitude below which the stress does not cause fatigue fracture or specimen destruction. The tolerance and fatigue limit is also the most important value of fatigue strength in practice. Ko. it takes 5-10 days to determine the limit in the above way, depending on the quality of the substance testing machine.
Tunnetaan joitakin ainettarikkomattomia väsymismittausmene-telmiä, joilla voidaan seurata väsymisen kehittymistä rakenteessa. Näille menetelmille on ominaista se, että ne vaati-15 vat mittaustulosten vertaamista edellisiin mittauksiin tai re- ferenssinäytteestä saatuihin arvoihin. Ko. menetelmät ovat kuitenkin osoittautuneet melko epäluotettaviksi eikä niillä voida määrittää em. tärkeintä suuretta, sieto- tai väsymisrajaa. Esimerkkeinä voidaan mainita mm. väsymislanka-20 menetelmät ja koersitiivivoiman mittaukset.Some non-destructive fatigue measurement methods are known which can be used to monitor the development of fatigue in a structure. These methods are characterized in that they require a comparison of the measurement results with previous measurements or with values obtained from a reference sample. Ko. however, the methods have proved to be quite unreliable and cannot determine the above-mentioned major limit, tolerance or fatigue limit. Examples include: fatigue wire-20 methods and coercive force measurements.
Tämän keksinnön kohteena olevassa, ainettarikkomattomassa väsymisrajan mittausmenetelmässä käytetään hyväksi ns. mekaanista Barkhausen-kohinaa. Mekaaninen Barkhausen-kohina on ilmiönä aikaisemmin sinänsä tunnettu ja se liittyy mate-25 riaalin magneettisen tilan irreversiibeleihin muutoksiin (ns. domeenivallien epäjatkuviin liikkeisiin) mekaanisen 2 62732 kuormituksen vaikutuksesta kappaleen ollessa stabiilissa magneettikentässä tai demagnetoidussa tilassa.The non-destructive fatigue limit measurement method which is the subject of the present invention utilizes the so-called mechanical Barkhausen noise. Mechanical Barkhausen noise is a phenomenon previously known per se and is associated with irreversible changes in the magnetic state of the material (so-called discontinuous movements of domain walls) due to mechanical 2,62732 loading when the body is in a stable magnetic field or in a demagnetized state.
Paremmin on tunnettu ns. "tavallinen" Barkhausen-kohina, joka perustuu muuttuvan ulkoisen magneettikentän vaikutuk-5 siin ja jonka hyväksikäyttämiseksi ainettarikkomattomaan mittaukseen on kehitetty lukuisia laitteita. Viimemainittuun ilmiöön perustuu US.pat.no 3,427,872, jolla materiaalin staattinen kuormitus- tai myötymätila voidaan määrittää ulkoisen muuttuvan magneettikentän avulla. Ko. menetelmää 10 ei voida käyttää kuitenkaan mekaanisen Barkhausen-kohinan analysointiin, eikä sillä voida määrittää materiaalin väsymisrajaa.The so-called "Ordinary" Barkhausen noise, based on the effects of a variable external magnetic field, for which a number of devices have been developed for non-destructive measurement. The latter phenomenon is based on U.S. Pat. No. 3,427,872, with which the static load or yield state of a material can be determined by means of an external variable magnetic field. Ko. however, method 10 cannot be used to analyze mechanical Barkhausen noise and cannot determine the fatigue limit of a material.
Tämän keksinnön mukaiselle menetelmälle on tunnusomaista se, mikä on esitetty oheisissa patenttivaatimuksissa. Kek-· 15 sinnön mukaista menetelmää käyttäen saavutetaan se merkittä vä etu, että väsymis- tai sietoraja voidaan määrittää hyvin nopeasti käytännössä esim. n. 15 minuutissa. Siten keksinnön mukaisella menetelmällä voidaan käytännössä välittömästi todeta, onko jonkin koneenosan dynaaminen rasitus liian 20 suuri.The method according to the invention is characterized by what is stated in the appended claims. By using the method according to the invention, the significant advantage is achieved that the fatigue or tolerance limit can be determined very quickly in practice, e.g. in about 15 minutes. Thus, with the method according to the invention, it can be determined practically immediately whether the dynamic stress of a machine part is too high.
Keksinnön mukaista menetelmää on lähemmin selostettu seu-raavassa selityksessä samalla viitaten oheisiin piirustuksiin, joissa kuva 1 esittää keksinnön mukaisen menetelmän soveltamiseksi 25 vaadittavia mittausjärjestelyjä ja kuva 2 esittää mittausmenetelmää.The method according to the invention is described in more detail in the following description with reference to the accompanying drawings, in which Figure 1 shows the measurement arrangements required for applying the method according to the invention and Figure 2 shows the measurement method.
Mittausjärjestelyihin liittyvät osat (kuva 1): a. kuormituksen alainen kappale b. anturi, johon mekaaninen Barkhausen-kohina indusoi smv- 30 pulsseja; anturi voi olla irti mitattavan kappaleen pinnasta 3 62732 c. vahvistin d. diskriminaattori, jolla vahvistetusta kohinasta valitaan analysoitavaksi halutun suuruiset pulssit e. kokojakauman, tehollisarvon, keskiarvon tai taajuuden 5 mittaus f. tulostus g. magnetointianturi, jolla koekappale voidaan magnetoidu stabiililla magneettikentällä, jonka suuntaa voidaan muuttaa 10 h. magnetointianturiin liittyvä tasavirtalähdeComponents related to the measurement arrangements (Figure 1): a. A load-bearing body b. A sensor in which mechanical Barkhausen noise induces smv pulses; the sensor may be detached from the surface of the object to be measured 3 62732 c. amplifier d. a discriminator for selecting from the amplified noise pulses of the desired magnitude for analysis e. measurement of size distribution, rms value, average or frequency f. printing g. magnetization sensor, with which the test piece can be magnetized with a stable magnetic field, the direction of which can be changed for 10 h. DC source connected to the magnetization sensor
Mittaus tapahtuu seuraavasti:The measurement is performed as follows:
Mitattavaan kappaleeseen aiheutetaan ulkoisella kuormituksella hilavikajärjestys, joka dominoi kappaleen sisäisiä irreversiibelejä magnetisaatiomuutoksia. Esim. mekaanista 15 kuormitusamplitudia F nostetaan joko jatkuvasti, kuten ku vassa 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 väsy-20 minen tapahtuvat. Kuormitusamplitudia nostettaessa nousee esim. indusoituneen mekaanisen Barkhausen-kohinan tehollis-arvo RMS verrannollisena kuormitusamplitudiin, kuten kuvassa 2b on esitetty.An external load causes a lattice fault sequence on the object to be measured, which dominates the irreversible magnetization changes inside the object. For example, the mechanical load amplitude F is raised either continuously, as shown in Fig. 2a, or in stages, each stage containing several amplitudes. In this context, lattice defects mean e.g. dislocations through which the plastic deformation of the material and thus also fatigue-20 takes place. As the load amplitude is increased, e.g., the rms value of the induced mechanical Barkhausen noise RMS increases in proportion to the load amplitude, as shown in Figure 2b.
Menetelmän soveltamiseen tarkoitettuun laitteistoon kuu-25 luvalla magnetointianturilla g on koemateriaali mittauksen aikana magnetoitu stabiililla magneettikentällä. Nostettaessa tällöin kuormitusamplitudia edelleen saadaan riittävän suurella amplitudin arvolla esiin esim. indusoituneen mekaanisen Barkhausen-kohinan tehollisarvossa RMS selvä maksimi- 4 62732 kohta tietyllä kuormitusamplitudin arvolla (kuva 2b). Tämän kuormitusamplitudin on todettu vastaavan erittäin tarkasti alkuperäisen väsymättömän materiaalin väsymis- tai sietorajaa.During the measurement, the test material g is magnetized by a stable magnetic field with the magnetization sensor g authorized for the application of the method. When the load amplitude is further increased, a clear maximum point in the rms value of the induced mechanical Barkhausen noise RMS is obtained with a sufficiently large amplitude value, e.g. This load amplitude has been found to correspond very closely to the fatigue or tolerance limit of the original non-fatigue material.
5 Koekappaleen ollessa magnetoituna stabiililla magneetti kentällä syntyneen Barkhausen-kohinan taso nousee ja erityisesti muutokset väsymisrajan kohdalla tulevat erittäin selviksi. Kentän suuntaa muuttamalla voidaan lisäksi rakenteen magneettiseen tilaan vaikuttaa siten, että se on edullisin vaikuttavan kuormituksen suuntaan nähden. Esim. rautametalleilla magnetoivan kentän ja kuormituksen tulee olla yhdensuuntaiset. On myöskin todettu, että suurimmat mekaanisen Barkhausen-kohinan pulssit ovat herkimpiä dis-lokaatioiden aiheuttamille muutoksille. Kun syntyneestä 15 kohinasta erotetaan analysoitaviksi diskriminaattorilla d suurimmat pulssit, saadaan mittaustulokset entistä tarkemmiksi .5 When the test piece is magnetized with a stable magnetic field, the level of Barkhausen noise generated increases and especially the changes at the fatigue limit become very clear. In addition, by changing the direction of the field, the magnetic state of the structure can be influenced in such a way that it is most advantageous in relation to the direction of the acting load. For example, for ferrous metals, the magnetizing field and the load must be parallel. It has also been found that the largest pulses of mechanical Barkhausen noise are the most sensitive to changes caused by dislocations. When the largest pulses are separated from the generated 15 noise by the discriminator d for analysis, the measurement results are made even more accurate.
Edellä on esitetty vain eräs edullinen suoritusmuoto keksinnön mukaisen menetelmän soveltamiseksi. On mahdollista 20 esim. mitata Barkhausen-kohinan taajuudessa, kokojakaumassa tai keskiarvossa dislokaatiolrikkeiden ja -ryhmittymien aiheuttamia muutoksia tehollisarvon asemesta. Myöskin ulkoinen kuormitus, jolla aiheutetaan menetelmän mukainen Barkhausen-kohinan maksimiarvo, voi olla jokin muu kuin 25 amplitudiltaan kasvava vaihtokuormitus, esim. tykyttävä kuormitus tms.Only one preferred embodiment for applying the method according to the invention has been presented above. It is possible, for example, to measure changes in the frequency, size distribution or average of Barkhausen noise caused by dislocation faults and groupings instead of the rms value. Also, the external load which causes the maximum value of Barkhausen noise according to the method can be something other than an alternating load of increasing amplitude, e.g. a pulsating load or the like.
Keksinnön mukaisen menetelmän suoritusmuodot voivat vaihdella oheisen patenttivaatimuksen puitteissa.Embodiments of the method according to the invention may vary within the scope of the appended claim.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FI813161A FI62732C (en) | 1980-05-20 | 1981-10-12 | SAETT ATT DEFINIERA UTMATTNINGSHAOLLFASTHET HOS FERROMAGNETISKT MATERIAL UTAN ATT BRYTA MATERIALET |
Applications Claiming Priority (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FI801615A FI60934C (en) | 1980-05-20 | 1980-05-20 | SAETT ATT DEFINIERA UTMATTNINGSHAOLLFASTHET HOS FERROMAGNETISKT MATERIAL UTAN ATT BRYTA MATERIALET |
FI801615 | 1980-05-20 | ||
FI813161 | 1981-10-12 | ||
FI813161A FI62732C (en) | 1980-05-20 | 1981-10-12 | SAETT ATT DEFINIERA UTMATTNINGSHAOLLFASTHET HOS FERROMAGNETISKT MATERIAL UTAN ATT BRYTA MATERIALET |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
FI62732B FI62732B (en) | 1982-10-29 |
FI62732C true FI62732C (en) | 1983-02-10 |
Family
ID=26157116
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
FI813161A FI62732C (en) | 1980-05-20 | 1981-10-12 | SAETT ATT DEFINIERA UTMATTNINGSHAOLLFASTHET HOS FERROMAGNETISKT MATERIAL UTAN ATT BRYTA MATERIALET |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
FI (1) | FI62732C (en) |
-
1981
- 1981-10-12 FI FI813161A patent/FI62732C/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FI62732B (en) | 1982-10-29 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4931730A (en) | Method and apparatus for non-destructive materials testing and magnetostructural materials investigations | |
US4689558A (en) | Non-destructive method of measuring the fatigue limit of ferromagnetic materials by use of the mechanical Barkhauser phenomenon | |
JP2001133440A (en) | Nondestructive method for measuring aged deterioration of strength of ferromagnetic structural material | |
Theiner et al. | Determination of residual stresses using micromagnetic parameters | |
FI62732C (en) | SAETT ATT DEFINIERA UTMATTNINGSHAOLLFASTHET HOS FERROMAGNETISKT MATERIAL UTAN ATT BRYTA MATERIALET | |
Kaleta et al. | Magnetoresistors as a tool for investigating the mechanical properties of ferromagnetic materials | |
FI60934C (en) | SAETT ATT DEFINIERA UTMATTNINGSHAOLLFASTHET HOS FERROMAGNETISKT MATERIAL UTAN ATT BRYTA MATERIALET | |
WO1983001836A1 (en) | Method for measuring fatigue strength of ferromagnetic materials non-destructively | |
Chen et al. | A theoretical and experimental study of alternating current stress measurement under different loading modes | |
Donzella et al. | Some experimental results about the correlation between Barkhausen noise and the fatigue life of steel specimens | |
GB850733A (en) | Magnetoabsorption methods and apparatus | |
FI89414B (en) | Method for measurement of plastic shape change and dislocation structure in magnetic material | |
Vértesy et al. | Nondestructive material evaluation by novel electromagnetic methods | |
RU2025711C1 (en) | Method of measuring destruction rate in corrosion mechanical tests of metallic materials | |
SU947738A1 (en) | Method of non-destructive checking of ferromagnetic material articles | |
SU1229609A1 (en) | Method of determining structure loading at vibrational loading | |
Pravdin et al. | Investigation of Possibility of Testing Mechanical Properties of VCh 45-5 Iron Using the Magnetic--Acoustic Method | |
Jagasivamani | Magnetic field emission during fracture of ferromagnetic materials | |
SU1114938A1 (en) | Method of measuring mechanical stresses in ferromagnetic objects | |
SU1725106A1 (en) | Method of non-destructive inspection of articles of ferromagnetic materials | |
Huang et al. | Applied Magnetic Field Strengthens MMM Signals | |
SU901959A1 (en) | Device for measuring ferromagnetic material static magnetic characteristics | |
SU1173364A1 (en) | Method of determining magnetic characteristics of open ferromagnetic samples | |
SU1610424A1 (en) | Apparatus for electromagnetic inspection of mechanical properties of articles from ferromagnetic materials | |
SU1185213A2 (en) | Method of checking mechanical properties of articles made of ferromagnetic materials |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM | Patent lapsed |
Owner name: RUUSKANEN, PEKKA Owner name: KETTUNEN, PENTTI |