|
параллельность векторов напряженности поля перемагничивания и приложенной нагрузки (обеспечивается режимом намагничивания ПП). 2.2. Анализ взаимосвязи параметров магнитных шумов с уровнем микрои макронапряжений. Соотношение (2.4) связывает параметры распределения критических полей и, соответственно, функции В(Н) с уровнем микро (параметр ах) и макронапряжений (параметр а0) в ферромагнитном материале. По своей сущности В(Н) отражает энергетические характеристики случайного процесса e(t) МШ (1.4). Графическая реализация этого соотношения для различного уровня микронапряжений (величины параметра ах) приведена на рис. 2.2. В расчетах были приняты следующие численные значения входящих в выражение (2.4) параметров: X = 2-10"5 константа магнитострикции для железа [55]; К = 54О3 Дж/м3 константа кристаллографической анизотропии для железа [55]; ао = 0 величина макронапряжений; Н значение напряженности поля перемагничивания, изменяющегося от О до значения поля насыщения (в расчетах Н задается в условных единицах от О до 1). При оценке диапазона изменений параметра ах учитывалось, что основным фактором, определяющим величину градиента микронапряжений является характер дислокационной структуры материала. Детальные исследования Д.Д. Мишина [45] показали, что дисперсия силы магнитоупругого взаимодействия 180° ДГ с винтовыми и краевыми 39 |
Тогда функция распределения критических полей в направлении совпадающим с направлением действия макронапряжений и подобная ей функция В(Н) ОМШ будет иметь вид: В ( Н ) = F ( H ) = С о e x p ' к + Я о Ь О Н Н■2__1 -иултлсп/ 'К +Ясг0л3 V ^ а х у V JаЯа , (2.43) где Со размерный коэффициент. Необходимо отметить условия, при которых возможно использовать выражение (2.43) для анализа параметров ОМШ: линейный характер изменения поля перемагничивания (на практике обеспечивается треугольной формой тока перемагничивания 1111); одноосное нагружение исследуемого материала (обеспечивается соответствующей схемой нагружения); параллельность векторов напряженности поля перемагничивания и приложенной нагрузки (обеспечивается режимом намагничивания 1111). 2.2.2. Анализ взаимосвязи параметров огибающей МШ с микрои макронапряжениями Соотношение (2.43) связывает параметры распределения критических полей и, соответственно, функции В(Н) с двумя характеристиками поликристаллических ферромагнетиков, определяющими строение доменной структуры и динамику ее перестройки под действием линейно изменяющегося магнитного поля: уровнем микро (параметр ах) и макронапряжений (параметр сг0) материала в зоне перемагничивания. По своей сущности В(Н) отражает энергетические характеристики случайного процесса e(t) МШ (2.2). Графическая реализация этого соотношения для различного уровня микронапряжений (величины параметра сгх) приведена на рис.2.15. В расчетах были приняты следующие численные значения входящих в выражение (2.43) параметров: Я= 2-10‘5константа магнитострикции для железа [81]; К=5-103Дж/м3-константа кристаллографической анизотропии для железа [81,87]; <у0 = 0 величина макронапряжений; Н поле перемагничивания изменяется от 0 до величины поля насыщения, в расчетах Н задается в условных единицах от 0 до 1. 1Формула получена Вагиным А.В При оценке диапазона изменений параметра ах учитывалось, что основным фактором, определяющим значение градиента микронапряжений является характер дислокационной структуры материала [18]. Детальные исследования Д.Д. Мишина [87] показали, что дисперсия силы магнитоупругого взаимодействия 180 доменной границы с винтовыми ищ краевыми дислокациями, ориентированными в объеме кристалла случайным образом, определяется соотношением D ~ ~ [AcavQf, где с упругая константа; а0 постоянная кристаллической решетки; Q длина отдельной дислокации; д толщина доменной границы; S длина доменной границы; N плотность дислокации. Численная оценка дисперсии дает следующие результаты: для сталей со структурой мартенсита D = (10 ч10 ) Н , для сталей со структурой сорбита D = (10‘14 ч10 ) Н2 . Учитывая, что плотность дислокации мартенсита составляет 10 ч10'16 м'2 , в сорбите 10‘13 ч10'14 м"2 , можно -1 m 3 сделать вывод, что параметр (7Хможет изменяться в диапазоне от 10' до 10 Н/мм , причем максимальные значения соответствуют структуре мартенсита, характерной для высокопрочных конструкционных сталей. Из приведенных на рис. 2.15 графиков видно, что уменьшение СТХ приводит к увеличению максимальной амплитуды ОМШ и смещению ее в области меньших полей. Необходимо отметить, что для однозначного определения двух характеристик материала (уровня микро и макронапряжений) по выражению (2.43) необходимо и достаточно знание двух каких-либо параметров функции В(Н) ОМШ. Наиболее перспективным, как с позиций математического описания характера изменений, так и возможностей аппаратурной реализации измерении, представляется использование положения максимума ОМШ в координатах амплитуда значение напряженности магнитного поля. Выражение для максимальной амплитуды Вм и поля максимума Нм находится из условия dB/dH ~ 0: Н 2аЯсгх (2 .44) М I * Кэф К эф ехР ъ (2 .45) = °'34 Ха > где принято Кэф= К + X |