Ультразвуковая диагностика магнитожидкостных конструктивных элементов динамических устройств тема автореферата и диссертации по механике, 01.02.06 ВАК РФ

и»

^гРсугксс

'¿суларстэенный комитет Российской Федерации по выссему сбгаз^г^нис КУРСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСККИ ИНСТИТУТ

На правах рукописи

ЧЕРКЫ20ВА Александра Александровна УЛЬТРАЗВУКОВАЯ ДИАГНОСТИКА МАГгШХОШКОСШХ

конструктивных элементов динамических устройств

01.02.06 - динамика, прочность маий, приборов и аппаратуры

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

КУРСК 1994

Работа выполнена в Курском политехническом институте.

Научный руководитель - доктор физико - математических наук,

профессор

П01ШН В.М.

Официальные оппоненты- доктор технических наук,

профессор

Гадалов В.Н.

- кандидат физико-математических наук, доцент Неручев Ю.А.

Ведущая организация: Ставропольский политехнический

институт

Зашита состоится "28 " июня 1994 г. в Ю часов на заседании специализированного совета К 064.50.02 Курского политехнического института г.Курск," ул. 50 лет Октября, 94 . С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института. Вал отзыв в двух экземплярах, заверенный печатью, просим направлять по адресу: 305039, г. Курск, ул. 50 лет Октября,94,к.216, ученом/ секретарю специализированного совета.

Автореферат разослан -27- мая 1994 года Ученый секретарь

специализированного совета СЗГ^1 ■""^ф.ЯЦУН

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность теми. В производстве, эксплуата;:::: и сцепке маплн, агрегатов и их отдельных узлов ванное место занимают методы их диагностики и неразрушающего контроля. Это имеет ванное практическое значение для увеличения срока слугйк ма:дин, сво-евремешого ремонта, технического обслуживания, эффективного использования в промышленности, сельском хозяйстве, космонавтике и других отраслях. Контроль за техническим состояние1!.! осуществляется различными методами, в том числе и с помощью ультразвуковой дефектоскопии.

Одним из актуальных направлений в совраленной технике и технологии является использование ф1эихо-мехашгческих свойств магнитных жидкостей, составляющих конструктивные элементы мапян и их динамических систем. Основная особенность магнитных жидкостей - уникальное сочетание сильных магнитных свойств с текучестью. Воздействуй на такие системы внешним магнитным полем, мояно не только управлять их гидродинамическим поведением, но и изменять их физические характеристики, что позволяет использовать магнит- . ные жидкости для реаения различных прикладных задач. Они ухе нашли применение в уплотнениях, демпферах, подшипниках, сепараторах, тепло- к ыассообыенных устройствах, в акустике, их начали использовать б экологии и медицине, в космических технологиях, в частности, на станции " Мир

Перспективы развития диагностики и использование магнитной жидкости в качестве носителя информации в условиях неразрушающего ультразвуковою контроля, основаны на трудах Тарапова II.Е., Гого-сова З.В., Байтового З.Г., Шлиомиса Н.И., Берковского Б.Н., Полунина В.М., Чанга Д.]'..К началу настояспх исследований одной из причин отставания компленекого решения задач диагностики магнитной жидкости и устройств с ее использованием было отсутствие достаточного количества экспериментальных и теоретических разработок в этом направлении.

Актуальность исследования свойств магнитных жидкостей и разработки устройств на из основе-подтверждены государственными научными програггкзмп, в' соответствии с которыми проводились настоя-сте исследования. Работа выполнялась также по планаы вакнейгих 151? Курского политехнического института.

У.п&я работы состоит з определении взаимосвязи агрегативной устойчивости магнитной жидкости, помещенной з магнитное поле, о изменением акустических параметров для отбора стабильных магнитных жидкостей, пригодных зля работы в статических :i динамических устройствах, а также для использования з ряде современных технологий, з том числе я космических. Диагностика стабильности магнитной 'жидкости ноетна отличаться-незначительными затратам! времени и возможностью автоматизации.

Целью настоящей, работы является пэвипение надежности динамических устройств с магнитоаидкостными конструктивными г.-ламентаил путем соверсунстзовакия акустического метода контроля качества магнитных жидкостей в магнитных полях, Zz:<::-:,<:: к эксплуатационная.

Для достижения данной целя ресактск crrnvcasie зачата:

- систематизация научно-произзодственных предпосылок совершенствования диагностики магнатожидкостпых динамических устройств;

-обоснование применения акустического метода исследования для диагностики магнитных жидкостей,

- разработка метссжн исследования. физ::ко-мехэнических свойств магнетлтсзгл: магнитных гискэстей, зкличзя пето елку измерения акустических параметров при их помещения в магнитное поле;

- проведение экспериментальных исследований закономерностей рас пространен*,« ультразвука в ненамагниченной и намагниченной магнитной жидкости;

- разработка методики диагностики магнитных гидкезтей и построение конструктивной схемы установки для ее осуществления.

Метод« исследования. Для реаеняд поставленных задач использовались теоретические а экспериментальны?; методы исследований, основанные на теории распространения ультразвук. л гетерогенных -средах, теории взаяаоаейстшя магнитного лолл - .í . ^ otsom к теории погрешностей, Традиционная методика ультр-. -..г.*этических исследований дополнена применением оптической и электронной микроскопии. 1гксяери«ентальная установка позволяет пр водить диагностику магнитных жидкостей в магнитных псллх, Зл',и;Ч',и к эксплуатационным.

Научную новизну диссертации епрэделлзст следующие результаты:

- экспериментально установлена нелинейна;; завис;:?лссть

фуп-иента поглощения ультразвука от концентрации дисперсных частиц в магнитной гибкости;

- путем сравнения ькспериыентально полученных д"лных о -значениях сдвиговой и объемной вязкостей систем с результатами расчета «одели, установлены процессы, оказывающие наибольшее влияние на диссипацию упругой энергии ультразвука в Магниткой жидкости;

- показано, что диссипация ультразвуковой энергии в на-магшгсеккой магнитной жидкости определяется исходной микроструктурой и ее перестройками в магнитном поле, связанными с процессами образования квазитвердых и капельных агрегатов магнитных частиц, а в неоднородном магнитном поле - также с процессами магнитодиф^узии агрегатов;

- предложен усовершенствованный ультразвуковой метод диагностики качества ыагнитной жидкости, и конструктивная схема установки для его осуществления.

Практическая и научная ценность работы.

Результаты, полученные в диссертации позволили разработать эффективный метод диагностики качества ыагнитной жидкости для различных динамических устройств, в которых реализуется ее , взаимодействие с магнитными полями, & также были использ:._-ны при создании современной теории распространения ультразвука в микронеоднородмых средах, к числу которых относится и магнитная жидкость.

Нь защиту выносятся:

- результаты измерений коэффициента поглощения ультразвука в некаыагнэтекнон магнитной жидкости, свидетельствущие о его нелинейной зависимости от концентрации магнитных частиц;

- полученные на основе эксперимента данные о сдвиговой к объемной вязкостях магнитной жидкости;

- экспериментальные результаты изменения относительной амплитуды ультразвука, прошедшего намагниченную магн;!тнух> жидкость в однородном и в неоднородном магнитных полях;

- положение о том, что присутствие квазитвердых и микрокапельных агрегатов магнитных частиц оказывает определявшее влияние на диссипацию ультразвука в накагниченной магнитной жидкости;

- усовершенствована^ методику ультразвуковой диагностики качества магнктожидкостных конструктивах элементов джгазяес-

б

них устройств.

Практическая реализация работы. Результаты работы использовались при выполнении госбюджетных НИР, провозимых в Курском политехническом институте и в институте Механики МГУ. 'Установка для изучения особенностей распространения ультразвука в намагниченной магнитной гадкости внедрена в учебный процесс в разделе iß!?C. Цетод диагностики принят к внедрению, на Шебекинском КПАО СинтезПАВ.

Апробация работа, Материалы диссертационной работы докладывались и -обсуждались на ХЛ (г.Тула, 1983) ¡: ХШ (г.Донецк,1985) Всесоюзных конференциях по физике магнитных явлений, на Всесоюзно:.: стапсзиуме "Гидродинамика и теплофизика магнитных ¡жидкостей' (г.Рига, Г"'£С), на Ш Всесоюзной коле-семинаре по маппгтным жидкостям (г.Плес, 1983), на Совещании "Теоретические и прикладные вопросы динамики магнитных жидкостей" (г.Харьков, 1983), на семинаре по прикладной магнитной гадродинамике под руководством академика АН Латвии И.М.Кирко (г.Пермь, 1983), на Одиннадцатом Рижском совещании по магнитной гидродинамике (г.Рига, 1984), на 1У Всесовзной конфег';;1>ги по магнитным еидкостям (г.Плес, 1985), Ш Всесоюзном совещании по физике магнитных жидкостей (г.Ставрополь, 1986), на Тринадцатом Вт иском совещании по магнитной гидродинамике (r.ftfra, 1990),на Юбилейной конференции ученых Курского политехнического института (г. Курск, 19941.

Достоверность результатов подтверждена сопоставлением с данными других авторов, проведением измерений на эталонных образцах и соответствием полученных результатов с известны:,от физическими представлениями. Достоверность экспериментальных исследовании обоснована тем, что использованные стандартные измерительные средства подвергались регулярной метрологической поверке, прово-' дилась статистическая обработка данных, что обеспечило их получение с погрешностью не выше 1%.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 15 работ, в том числе 6 отатей и 9 тезисов докладов.

Структура и обьем работу, Диссертация состоит из введения, четырех глав, основных выводов и рекомендаций для производства, библаографического списка и приложения. Объем диссертации составляет 1ЬЪ страниц, в том числе 44 стр. рисунков и таблиц, список литературы, содержащий 114 наименований, приложение на 4-х страниц*.

ОМЕИЕЙПЕ ВЕСЗРТАШОКНОЙ Р.АКТЬ:

3 петгасй главе рассмотрены научно-производственные предпосылки совершенствования диагностики магкитогидкэсткых динамических устройств, некоторые аспекты применения магнитных дкидкосгеГ: в технике, обоснованы не ль задачи настояпей дпссертапгопнсГ: работы.

Ряд технических устройств и техно,югий со дернит кснстгук-' тивные элементы, в которых реализованы механизмы взаимодействия магнитного поля с "магнитной жидкостью. Примером такой системы является магнитогяакостное уплотнение вразаюоегося вала (рис.1), в основу которого залоге на возможность удергшвать неоднородным магнитным полем объем магнитной жидкости, на которую действует сторонняя сига, в узком кольцевом зазоре между валом и корпусом машины. Такие уплотнения - герметизаторы удер^за=от перепад давлений не более 5-10^ Па и обеспечивают глубину вакуума не менее Ю-5 мм рт.ст., они способ:?ы решать многие актуальные проблему машиностроения.

Рис.1. К'.гггкктожкдкостное уплотнение врэдакхцегося вала 1 - постоянный магнит; с - полюсные наконечники; 3 - вр&щг.юзшйся вал; 4 - иагнитнал падкость.

Ресурс таких устройств определяется временем существования магнитной гклкоств в стабильном состояли, которое оцреде'ллет надежность их работа. По оценка:.! специалистов с увеличением рззме-ров частиц (в ток числе г вследствие процессов слипания Частиц в магнитном поле) ресурс уменьшается пропсг-данально квадрату их диаметра.

Для технических устройств и в технологических процессах необходима стабильная по своим свойствам магнитная жгшкооть, в которой не происходит образования агрегатов из магяеяниг часгпц

или расслоения в магнитном поде.

Дается обзор известных авеЕензй о структуре и метопах исследования магнитной жидкости, обоснована необходимость совершенствования диагностики стабильности магнитной жидкости .для технических приложений.

Для построения модели диссипации ультразвуковой энергии, мажитная аидкость рассмотрена как мккрогетерогеннзя система,для которой'известны механизмы влияния микронеоднородностей на диссипация упругой энер: Оценки добавочного по отноиенив к дис-гзрсиошюй среде поглсиения ультразвука дс( на единицу концент- -гапип У и одну длину волны Д даю? следующие результаты:

1. Учет "избыточной" (ЗйнптеЯновской) вязкости, обусловленной присутствие;.! в аидкости твердых сферических частиц

где - частота колебаний, и - сдвиговые вязкости магнитной тидкости.л дисперсионной среды, р - плотность магнитной тадкости, С - скорость ультразвука з ней.

2. Учет поглс";о::кя, обусловленного третей, возникавшим при движении частиц вследствие еязкости жидкости-носителя:

где рл ъ р^ - плотности жидкости носителя и твердой фазы, R - радиус твердой частаги, Ф - толикна гболочкк стабилизатора.

3. Оценка затухания, связанного с рассеянней звука на частицах

АМ/Лг-ЯУДО/е«)*, (з)

здесь С, - скорость ультразвука в жидкости-носителе.

4. Учет термического'поглощения за счет различия термодинамических параметров жидкой и твердой фаз:

л«, =р] с « R'iitf/З*. д8 с';, , W

где Ch и Сва - удельное тэплое;^ост:т <$сз, - козф£:1;:ент теплового расЕз:ренся и Х^ - коэффициент теплопроводности хкгзссстк.

5. Влля1п:е структурной релаксации на поглощение Ас(^Д/У примерно равно До(,,А/у.

I) См.: Pc тс в С.M., Владимирский B.D., Галакии :.'.Д. Распространение з^тса^ дисперсных системах / дЭТ'у. - IS38. - т.8. - M 5.

Полное теоретическое затухание ультразвука в силу аддитивности всех видов потерь акустической энергии представлено в виде

(¿ОС Л/*)теор = ТЫЛ/?

При подстановке параметров магнитной: жидкости с объемней концентрацией твердой фазы у = 0,1, получено (ДЛД/^Р 0,145.

Экспериментальпая проверка этой модели полонена в основу диссертационной работы. Ее.решение позволит сделать вывод о взаимосвязи диссипации энергии ультразвука со структурой магнитной ял дк ости и ее изменениями

Во второй главе описана методика измерений абсолютных значений акустических параметров (коэффициента поглощения, скорости) и относительного изменения коэффициента поглощения при помещении магнитной яидкости в магнитное поле,* а также методика измерения других физико-механдческих параметров.

Обоснован выбор объекта исследования, а такие описана методика получения магнитзгсй жидкости типа "магнетит в керосине" (стабилизатор - олеиновая кислота).

Измерения коэф^пиента поглощения еС производились прямы?.? импульсным методом с переменной базой. Все элементы измерительной кюветы выполнеш из немагнитного материала. Погрешость измерений коэффициента поглощения ~ 7%. Из?.; ере кия в магнитном поле осуществлялись на частоте 3 МГц с погрешностью относительных измерений коэффициента поглопшгпя

Скорость ультразвука С измерялась методом импульсного интерферометра на частоте 25 МП* с помоцыэ установки длн измерения коэффициента поглощения. Погрешность измерения С- составила 0,5;?.

Третья глава посвящена изучение закономерностей прохождения ультразвука через нензшгндченкые образцы. Приведены результаты элехггронно-мшсроскопдческцх.д оптических исследований образцов магнитной еискостп-1 (приготовленной з лабораторных условиях) и магнитной £идг:остк-2 (полученной в полупромышленной установке) с различной концентрацией твердой фаза.

На рис.2 представлены зависимости коэффициента поглощения ( ) л скорости распространения ультразвука С в магнитной

якдкосв!-! ( Л ) и магнитной жидкости-2 ( О ) от кснгрнтрации твердой фазы У.

Чо

и скорости распространения {Ъ,Н) ультразвука в образцах магнитной жидкости-i ( л ) и магнитной зипкосте-2 ( о ) от концентрации твердой фазы ^

£шно, что значения для магнитной жидкости-2 не

укладываются на кривуа аналогичзшй зависимости для магнитной кид-кости-1. По- санным электронноЯ микроскопии частицу магнитной еид-кости-2 несколько крупнее, в них присутствуют агрегаты из нескольких слипшихся частиц, что оказывает влияние на распространение звука. При больших концентрациях,когда по..шляется возможность "касания" частиц друг другом, существенную роль должны играть процессы перестройки структуры, при этом увеличивается локальная вязкость, улучладгся условия теплообмена между разами. Следствием этого является э кс гзе рпме н т а л ьн о наблюдаемые резкое возрастание коэффициента поглощения Ы. /0а при ^ 0,16.

Па основе экспериментальных данных рассчитано стскссвское оСд и сверхстоксовокое Д о(, поглощение и га на оценка объемной

вязкости

. Полученные результаты иллюстрируются графическими зав;:с:л.тсс-■с-п-дг на рис. 3,4,5. Значения сверхстсксовского поглощения АОС на порядок превосходят классический коэффициент • Стек да следует, что объемная вязкость значительно превосходит сдвиговую и слепне

ее изменение с кснцзктрасиеа по существу определяет изменение коэфЦисяентв поглощения ультразвука «X.

Ряс.З. Зависимость стонсозс- Рис.4. Зависимость сверхстскссв-хого гтоглпзднпя Ы3 от кон- ского поглощения ¿ct от концент-usirrpaisi:i твердой фазы ^ рации твердой фазы '■Ç

Р/с.5. Зависимость вели-пни отно-енпя с6р£!Л!оЗ вязкости к сдвиг овей Qv/fJj от кс-нцентрацди f з иагкзтноД тид-крсти-1 (кр,1) з ?лаг;гитной жпдхостн-2 (кр.2)

Экспериментальная проверка аддитивной модели диссипации ультразвуковой энергии согласуется о ее теоретическими положени-

ями:

(Д**/*^ « 0,9 (ШМ,

Наибольшее влияние на процесс поглощения ультразвука оказывают силы вязкого трения, возникающие при движении тзердых частиц в ЕЕДКОоти (2) и термическое поглощение, обусловленное отличием термодинамических параметров твердых частиц и жидкой матрицы и):

Эти механизмы взаимодействия пояснены в основу анализа 'закономерностей псгоошения ультразвука магнит;гыми еидкостямк.

В четвертой главе рас сматриваются результаты акустических исследований в магнитной киркости, намагниченной в' однородном к е неоднородном магнитных полях. Экспериментально установлено,что ,в агрегативко устойчивой гидкости в пределах погрешности измерений неоднородность магнитного поля (еплоть до траднекта напряженности б-= 107 :сА/м2) не влияет на поглощение- ультразвука (рис.6).

При образовании агрегатов в "неустойчивой" магнитной тонкости, неоднородное магнитное поле оказывает большее воздействие не ее акустические свойства, чем однородное (рис.?;.

09

о . 50 >100

Рис.6.Зависимость относительной амплитуды р ультразвука в "устойчивой" к агрегирование систешот напряженности Нер однородного (I) е неоднородного (2) шгеиткых полей

Нф>кА/м

£ (Н) для

Рис.7. Зависимость "неустойчивой" к агрегирова гааэ системе в однородном (2) и неоднородном (I) магнитных поляг

Изменение коэффициента поглощения а таких жидкостях объяснено на основе ^представлений о процессах образования в них "нэа-эитвердых" и капельных агрегатов я та магаитодиффузии в неоднородном поле.

va основе полученных результатов предлагается акустический ;.:етод улътраззуковой диагностики устойчивости магнитной жидкости я образованию агрегатоз в магнитном псле. Предлагаемый метод отличается сравнительной простотой его осуществления и надежностьв.

Преимущества его состоят з том, что он является неразрзпэ-.-•С"! методом контроля, требует небольшого количества магнитной "стдг-гося: л незначительных затрат времени л средств. Его использование рационально з системах автоматического контроля и управле-' "ил процессами диагностики. На рзс.З представлена конструктивная схема для осуществления предлагаемого метода. ИапульсныЗ генератор I работает з режиме автсмодуляшн с частотой повторения злпульсоз кГц. Осциллограф 2 используется в ждущем реэошв л запускается пусковыми га пуль сами, получаемыми от задаюпэго генератора. Излучающий кварц 3 преобразует зысокочастотаое напряжение, получаемое с генератора в ультразвуковой сигнал, .который распрострагается з исследуамой среде 12 л поступает на праемныа кварц, преобразующий его в радиоимпульс. Прлемнрк супергетэродик-ного типа 3, имеющий на выходе плавный аттенюатор (потенциометр), принимает этот радиоимпульс, который после усилителя подается на • 1-й вход оецяялографа 2 (CI-63). lía второй зход осциллографа 2 поступают радиоимпульсы с вдходцсго каскада задающего генератора, «то обеспечивает контроль за стабильностью амплитуда видеоимпульса й дает возможность отсчитывать время прохождения акустического сигнала в исследуемой среде по осциллографе.

Для размещения образца жидкости в магнитном поле была применена усовершенствованная конструкция акустической ячейки (5) с "постоянной базой", с помощью которой можно определять зависимость изменения коэффициента поглощения ультразвука от напряжан-ности магнитного поля по относителыпгл изменениям амплитуды про-аедгего ультразвукового импульса. Такие измерения з реальных (агрегатизно неустойчивых) магнитных жидкостях является ксррея1?-:«лга при использовании акустических ячеек с ояентроззщищеяными пьезоэлектрическими датчиками.

VariOTHj'D жидкость зализал? через отверстие S нвзеты z закрывая? с помощью-впита. Пьезоэлемеита 8 прижаты к полуволтювы« пластинам 7,о?делягспу гх от магнитной жидкости.

Ii,

Рео.Б. ЕояогруктЕВпая схеш установки еле ультра звуковой цпаг^остЕки стабильности иагнптной кндкосзг (поясе'енЕя ъ тексте)

Электрический контакт 9 отделен изоляторе:.: 12 г прижимавшей крьппицП. Корпус 'кюветы заземлен.

Акустическую ячейку 5 закрепляет з дер^теле 4, который позволяет размещать ее з областях однородного или неоднородного магнитного поля, создаваемого электромагните« 13.

Изменяют напряженность магнитного поля пзтем регулирования тока .электромагнита, при этом есть возможность позегротз акустической ячейки с целью изменения угла между направлениями напряженности H и волнового вектора ультразвука. К • По изменениям видеоимпульса на экране осциллографа можно судить о структуре магнитной жидкости и ее преобразованиях в мапгнтнем пеле.

Изучение закономерностей звзаимо действа магнитного поля с намагниченной-жидкостью раскрывает следующее:

1. Амплитуда видеоимпульса иэленя=тся в пределах погрешности, которая не превышала 3%. Эта закономерность-сохраняется при размещении кюветы как в однородном, так и з неоднородном магнитных полях при длительности их воздействия ,до 30 мин. Такой образец магнитной жидкости является стабняънц.1 и обладает устойчивостью к образован!® агрегатов. Этот образец являотся исходным для дальнейших испытаний.в соответствующих статических и динамических устройствах.

2. Аг.ятлитудя видеоимпульса изменяется немс'ютокно. В однородном поле измене!гал достигают около 30^ от величины начальной г.:п1л;:туды, и до 50Î - в неоднорошюм магкптнем поле. Пра отключении поля форма видеоимпульса не восстанавливается з пределах ,'ji) мши Ото время определяет интервал релаксации структурных изменений в жидкости. Однако, после 5-10 персмагничиванпй жидкости, гмияятуда видеоимпульса сохраняет особенности неустойчивого гистерезиса, а затем стабилизуется, коэффициент поглощения увеличивается. ?то соответствует случаю, когда в магнитной жидкости образуются мелкие квазитвердые агрегаты из магнитных частиц. Такая магнитная жидкость дает осадок при отстаивании, после чего она может применяться в устройствах, не требующих большого ааг-питного наенщешьч жидкостей.

3. При расположении кпэети в магнитном поле так, чтобы его силовые лини^были нормальны направленна распространения ультразвука ( fT.LK )» амплитуда видеои?,¡пульса резко зменьпается при значенплх H 10-20 кА/м. При повороте кяветы на Lfsft/Z форла и размеры видеоимпульс а' восстанавливается. В этой жидкости

п.сд .'штос™re- гзсг„хан;тся микрокапле более концентрированной' сг-гтал;. г. условиях. :-ксперимента оОрезэц магнитной жидкосте седепж? штякутае иккрокапельные агрегаты, ориентированнее вдоль силовых линий,магнитного поля. Ото создает условия для рассеяния поперечной (HiAO к кик ультразвуковой волны к, Боаювно, приводит не только к изменению амплитуды сигнала, но к. увеличение длины акустического пути луча (pic. 9).

1 i i J j CI t 1 I S 5 1 t j ! Ь j ; i I i i ! ! ;

j 1 »

Рис.5. Задержка видеоимпульса на экране

осциллографа, ггщ рз спрос трен енж ультразвука через образец с кспелъкшк агрегатами при увеличении напряженности магнитного г о ля: а- Н = С; S - Ц - 160 кА/'м; % - Ц = 240 кА/к

После отключения магнитного поля.амплитудЕ видеоимпульса возрастает более, чем-в два разе по сравнению с первоначальным гпБче-пгэи. После пребывания в магнитном поле такая еешсость рас: .'.¿хьается и дзет осздог.,

Рабочие параметры диагностической установки

ц/п; Параметр ' установи:. I ! Значение t -----5 ■ ! Примечание I

T ! A 2 ! 3 \ 4

1. Частота заполнения радиоимпульсов

2. АшхлитудБ напряжения

Ллауете пьезозлемектов г. дпглетр цилиндрической кивет^

¿дика кпветк

=15 '¡Гц, 25 !.5Гц

U - о,5-200 Б

d = 20 и.' id/A> 20}

fi = 20 isi

Для обеспечения комс&к тн о с тк акустической ячейки

В зависимости от дпссипативкых свойств образца

уменьшения дифракционных ■ погрешностей

Из конструктивных

С00брЗЕ£НИЛ

I '_2__' . 3_!_4

5. Разыагкячязаюшй 'фактор

8. Дпамегс по лесных наконечников электромагнита

7. . Засстоянзэ мезду полгз-

онттп наконечниками

8. "пепельное значение тока з электромагните

Оптимальный градиент напряхенностл" з неоднородном поле (т.л)

1С. Максимальная каптялвн-ность магнитного" поля

В установке предусмотрена зозмозиость поворота акустической ячзйкя э жгнитнсм поле 'л еэ перемещение по вертикали.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ЕНБОЛЫ

А• Опредвлл.эдиы параметром а акустической диагностике качества магнитной жадности является коэффициент поглсцения ультразвука.

Экспериментально установлена нелинейная зависимость коэф-тициечта поглощения ультразвука от концентрации дисперсных частиц ' з магнитной жидкости.

3. Путем сравнения экспериментально полученных значений сдвиговой и объемней эязкостей системы с результата:-« расчета аоделя, устано!'лены процессы, окяаыгаалдие наибслькеч злиякие на диссипацию упруго;) энергии ультразвука а иагнитной лсиднаста.

,.иссипания ультразвуковой энергии з намагниченной иагнит-¡'ой жидкости определяется исходной микроструктурой и ее перестройками а магнитном полз, связанными с прцессами образования наази-тзерлах и .микрокапельных агрегатов магнитных частиц, а з неоднородном магнитно« поле - также с их иагнитсдиффузией.

Ультраанукоьал методика исследований диссипатиаких сзойстз гнитнах жидкостей является наиболее э-гсектизкой для диагностики качества магнитсжидхостных конструктивных элементов дпнаыич-эских устройств. Предлагаемая методика отличается надежностью, сравнительной простотой осуществления, требует небольшого :гол?гчс:':тза магнитной .жидкости и незначительных затрат времени.

б. Созданная установка- для первичного контроля ктаества наг-:гитных жидкостей позволяет приводить диагностику з ,:сл.-'.х. близких к эхеплуата:•и'Н'лии.

Я - С, 27 ;1з г-гснстпутггташц

соображений

^ - ЮС да Пс тех.пзелепг/

электромагнита <¿1-1

I = 70 чм

15 А .

£.= гЗ-Лсз Л Для уояо-

Юу Л/м" зпй,сп:пн;.х к эксплу-

Нл= Ум.

Основное содержание диссертации опубликовано в работах:

1. Полунин В.!,!., Лебединская A.A., Игнатенко H.H. Сравнение различных методов определения концентрации магнитной жидкости // ^¿¡терпапы всесоюзного симпозиуме Тиротшнампка и Теплофизика магнитных жидкостей". - Саласпклз. - i960. - С. SG-96.

2. Полунин В.:,'.., Чернышева A.A.' Об объемной вязкости магнитной жидкости // .'йгнитная гидродинамика. - 1983. - № I,-

С. 29-32.

3. Полунин B.Ii., Чернышева A.A. О диссипации звуковой энергии в магнитной жидкости // Материалы 3-й Всесоюзной школы-семинара по магнитным жидкостям. - Плес. - IS83. - С. 206-207.

4. О методике измерения поглощения ультразвука в магнитной жидкости / Б.М.Полунин, А. А.Чернышова, Т.И.Аксенова и др. / Курск лолЕтехн.ик-т., дел. в БИНИК 23.05.63 J° 3213.

5. Экспериментальное исследование акустической анизотропии намагниченной магнитной гадкостп '' В.М.Полунин, А. А. Чернигова, I.И.Рослякова, ИЛ;Мепак-Гвйказян. Тез.докл. ХУ1 Всесоюзной конференции по фтапке магнитных явлений / Тула. - 1383.-ч.ЗгС.23-27.

G. Полунин В.!,!.., Чернышова A.A. О поглощении звука .в магнитной жидкости, помещенной в неоднородное магнинное. поле // Магнитная гидродинамика. - 19Ы. -.4 3, -С . 23-27.

7. Полунин В.1.5., Тгг.лякова.Л.И., Чернигова A.A. О влиянии неоднородного магнитно:-: на акустические свойства магнитных жидкостей // Тез.сок.1. 11-го Рижского совещания по магнитной гидродинамике. - Оаласшглс. - 1984. - Т.З. - С.43-46.

8. Песик-Гайкаьян П.Л., Ыолунин В.М., Чернышова A.A. Микроструктура магнитной жидкости п поглощение ультразвука в ней // Тез. докл. 1У Всесоюзно? конференции по магнитным жидкостям. -Плес. - 1985.'- т.1. -'С. 2I0-2II.

S. Акустические явления в намагниченной дисперсной системе магнитных частиц / В.А.Эрайченко, В.М.Полунин, A.A.Чернигова и др. // Тез.докл. ХУЛ Всесоээной конференции по физике магнит-v<r. явлений. Донецк, 1985. - Ч.З. - C.I99-20C.

Ю. Черкасова A.A. Особенности распространения ультразвука в магнитной иг и: ос о- с агрегатами нитевидной фор:.^ // Тез. докл. 3-гс Всесоюзного совесанг.: по ^кзкке магнитных жидкостей. Ставрополь, 1983. - С. II5-IIC.

II. Влияние внесшего магнитного поля на распространение угьтрЕЗЕЗЕОвых волн s магнитной жидкости / В.А.Зрайченко, B.fcLBo-

лунин, А.А.Чернышова а пр. Неравновесные процессы в магнитных суспензиях: Сб.научн.тр. / 7НЦ АН СССР, Свердловск. - 1986. -С. 66-72'.-

12. Акустические и мессбаузрозские исследования магнитных жидкостей различных ко'гцентраций / З.Л.Зрвйченхо, А.А.Черншова, A.M.Шипилин, Е.К.Школъняков: Тез.дек л. 13-го Рижского совещания по магнитной гидродинамике. Сала спиле, 1990, т.З. -f». 115—IIS.

13. Акустические и мессбаузровские исследования магнитных жидкостей различных концентраций / В.А.Зрайченко, В.М.Полунин, А. А. Чернышева и др. Ультразвук и термодинамические свойства вещества: Сб. научн.тр. / КГШ, Курск, 1990. - С. 48-57.

14. Чернышева A.A. 03 ультразвуковой методике паспортизации дисперсных систем магнитных частиц // 7льтразвук и термодинамические свойства вещества: Сб. научн. тр. / КПШ, Курск. -ID93, С. 107- III.

15. Черньшова A.A. Некоторые аспекты применения поляризупцюс-ся"микронеоднородных сред// Tea.докл.Юбилейной конференции ученых Курского политехнического института.-Курск,- 1994,- С.257 - 258.

Подписано к печати^3».Ci 5 ч формат G0*84 I/I6.Пвчмтах листов ff Тираж 100 экз. Заказ-наряд 17-í

Юрский политехнический институт,305039 Курск,ул.50 лет Октября,94.