Исследование методом шума Баркгаузена двухосного напряженно-деформированного состояния в стальных образцах

Abstract

Представлено экспериментальное исследование двухосной деформации стали с использованием установки для двухосного нагружения. Основным выводом, полученным из приведенных результатов, является условие инвариантности интенсивности шума Баркгаузена относительно любых изменений сферического (изотропного) тензора напряжений (деформации), на что влияет микроструктура материала. Этот вывод подтверждается независимыми измерениями интенсивности шума Баркгаузена на крестообразных образцах оптимизированной формы с использованием двухосного нагружающего оборудования, а также на образцах типа «труба» и «баллон», находящихся под нагрузкой давления масла. Также было выполнено моделирование составляющих тензора напряжения методом конечных элементов. Таким образом, интенсивность шума Баркгаузена зависит только от величины тензора девиаторных (сдвиговых) напряжений. Наличие такого симметричного эффекта дает слишком много неопределенностей в оценке напряжения (деформации) с помощью шума Баркгаузена. Дальнейшие исследования должны определить, присутствует ли это условие в других магнитных параметрах, таких как коэрцитивная сила, остаточная намагниченность, магнитная проницаемость, связанные с шумом Баркгаузена. В статье представлены результаты исследования двухосного напряженно-деформированного состояния методом дифракции нейтронов, как отдельно, так и совместно с методом шума Баркгаузена. Проведена оценка возможности использования двухосного нагрузочного устройства в качестве эталона напряжений. Experimental investigation of bi-axial steel deformation is presented using equipment for bi-axial loading. Main conclusion obtained from displayed results is the condition of the invariance of Barkhausen noise intensity relative to any changes of spherical (isotropic) strain/stress tensor, the last being influenced only by material microstructure. This conclusion is supported by independent measurement of Barkhausen noise intensity on cross-shaped specimens of optimized shape using biaxial loading equipment, and tubular specimens like pipe and a balloon loaded by means of oil pressure. The modeling of the components of the stress tensor by the finite element method was also investigated. Thus the Barkhausen noise intensity depends only on the deviatoric (shear) stress tensor value. The presence of this symmetric effect yields too many uncertainties in strain/stress evaluation via Barkhausen noise. Further investigation should identify whether this condition is also present in other magnetic parameters, such as coercive force, remanence, permeability, associated with Barkhausen noise. The article presents the results of a study of a biaxial stress-strain state as by the neutron diffraction method, so and in conjunction with the Barkhausen noise method. An assessment was made of the possibility of using a biaxial load device as a stress standard.