ПРИМЕНЕНИЕ МОДЕЛИ МАГНИТНОГО ГИСТЕРЕЗИСА ДЖАЙЛСА-АТЕРТОНА ДЛЯ АНАЛИЗА ПРОСТРАНСТВЕННОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ МАГНИТНЫХ ПОЛЯ И ИНДУКЦИИ В ОТКРЫТОЙ МАГНИТНОЙ ЦЕПИ

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Реализовано исследование по применению модели магнитного гистерезиса Джайлса—Атертона. Оптимальные параметры модели были подобраны на основе данных измерений в замкнутой магнитной цепи и использованы для построения цифровых моделей в COMSOL Multiphysics. Экспериментальные исследования на ферромагнитных стальных образцах с различными магнитными свойствами продемонстрировали хорошее соответствие с расчетными данными. Результаты показали, что отклонение экспериментальных значений ключевых характеристик (Bmax, Br, Hc) от результатов моделирования не превысило 5 %. Получены детальные картины пространственного распределения магнитных индукции и напряженности поля в образцах на разных участках петли магнитного гистерезиса. Верифицированная модель позволит в дальнейшем провести оптимизацию конструкций намагничивающих устройств и расположения датчиков при разработке новых методик и средств магнитного неразрушающего контроля

Об авторах

Анастасия Владимировна Батуева

Институт физики металлов им. М.Н. Михеева УрО РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: batuevaav@imp.uran.ru
ORCID iD: 0009-0006-1313-5870
SPIN-код: 5358-4990

Младший научный сотрудник

Россия, 620108 Екатеринбург, ул. Софьи Ковалевской, 18

Ольга Николаевна Василенко

Институт физики металлов им. М.Н. Михеева УрО РАН

Email: vasilenko@imp.uran.ru

Кандидат технических наук, ведущий научный сотрудник, заведующий лабораторией интеллектуальных технологий диагностики

Россия, 620108 Екатеринбург, ул. Софьи Ковалевской, 18

Список литературы

  1. Михеев М.Н., Горкунов Э.С. Магнитные методы структурного анализа и неразрушающего контроля. М.: Наука, 1993. 250 с.
  2. Клюев В.В. Неразрушающий контроль и диагностика. Т. 3. М.: Машиностроение, 2004. 864 с.
  3. Tomáš I., Gábor V. Magnetic Adaptive Testing. Nondestructive Testing Methods and New Applications. ISBN: 978-953-51-0108-6, InTech, 2012. P. 145—186.
  4. Wolter B, Gabi Y, Conrad C. Nondestructive Testing with 3MA—An Overview of Principles and Applications // Applied Sciences. 2019. V. 9. No. 6. P. 1068.
  5. Костин В.Н., Осиндев А.А., Сташков А.Н., Царькова Т.П. Многопараметровые методы структуроскопии стальных изделий с использованием магнитных свойств вещества // Дефектоскопия. 2004. № 3. С. 69—82.
  6. Гиршовичус С.Х., Кифер И.И., Седова Е.Б. Способ многопараметрового контроля деталей из ферромагнитных материалов. SU 280666 A1, 1970.
  7. Василенко О.Н. Методы и средства многопараметровой магнитной структуроскопии изделий с использованием составных разомкнутых магнитных цепей / Диссертация. ИФМ УрО РАН, 2014. 131 с.
  8. Костин В.Н., Осинцев А.А., Сташков А.Н., Ничипурук А.П., Костин К.В., Сажина Е.Ю. Мобильные средства многопараметровой магнитной структуроскопии // Дефектоскопия. 2008. № 4. С. 66—77.
  9. Чечерников В.И. Магнитные измерения. М.: Изд-во МГУ, 1969. 387 с.
  10. Вонсовский С.В., Шур Я.С. Ферромагнетизм. М.—Л.: ОГИЗ. Гостехиздат, 1948. 816 с.
  11. Тикадзуми С. Физика ферромагнетизма. Магнитные свойства вещества / Пер. с японского. М.: Мир, 1983. 304 с.
  12. Тикадзуми С. Физика ферромагнетизма. Магнитные характеристики и практические применения / Пер. с японского под ред. Р.В. Писарева. М.: Мир, 1987. 420 с.
  13. Gabi Y., Jacob K., Wolter B., Conrad C., Strass B., Grimm J. Analysis of incremental and differential permeability in NDT via 3D-simulation and experiment // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. 2020. V. 505. P. 379–386. 166695.
  14. Diogenes Aldecira G.,de Moura Elineudo P., Machado André S., Gonçalves Lindberg L. Determination of Carbon Steel Bar Diameter by Nondestructive Magnetic Testing // Journal of Nondestructive Evaluation. 2021. V. 40. No. 3.
  15. COMSOL Multiphysics [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://www.comsol.com/
  16. IEC 60404-7:2019 Magnetic materials — Part 7: Method of measurement of coercivity (up to 160 kA/m) of magnetic materials in an open magnetic circuit.
  17. IEC 60404-4:1995 Magnetic materials — Part 4: Methods of measurement of d.c. magnetic properties of iron and steel.
  18. Mörée Gustav, Leijon Mats. Review of Hysteresis Models for Magnetic Materials // Energies, MDPI. 2023. V. 16. No. 9. P. 1—66.
  19. Qingsong Liu, Junjie Zhou, Jinwei Chu, Shunliang Wang, Qingming Xin, Chuang Fu. Identification of Jiles-Atherton Model Parameters Using Improved Genetic Algorithm / 2020 IEEE 1st China International Youth Conference on Electrical Engineering (CIYCEE).
  20. Jiles D.C., Atherton D.L. Theory of ferromagnetic hysteresis (invited) // J. Appl. Phys. 1984. V. 55. P. 2115—2120.
  21. Jiles D., Atherton D. Theory of ferromagnetic hysteresis // J. Magn. Magn. Mater. 1986. V. 61. P. 48—60.
  22. Jiles D., Thoelke J. Theory of ferromagnetic hysteresis: Determination of model parameters from experimental hysteresis loops // IEEE Trans. Magn. 1989. V. 25. P. 3928—3930.
  23. Jiles D.C., Thoelke J.B., Devine M.K. Numerical determination of hysteresis parameters for the modeling of magnetic properties using the theory of ferromagnetic hysteresis // IEEE Transactions on Magnetics. Jan. 1992. V. 28. No. 1. P. 27—35.
  24. Shiming L., Ruisheng L., Liang D., Yu G. Identification of a Hysteresis Model Parameters Using the Differential Evolution Algorithm // IOP Conf. Ser. Mater. Sci. Eng. 2017. V. 199. P. 012145.
  25. Mi Zou, Parameter estimation of extended Jiles—Atherton hysteresis model based on ISFLA // IET Electric Power Applications. 2020. V. 14. No. 2. P. 212—219.
  26. Jesenik M., Mernik M., Trlep M. Determination of a Hysteresis Model Parameters with the Use of Different Evolutionary Methods for an Innovative Hysteresis Model // Mathematics. 2020. V. 8. P. 201.
  27. Xue G., Bai H., Li T., Ren Z., Liu X., Lu C. Numerical Solving Method for Jiles-Atherton Model and Influence Analysis of the Initial Magnetic Field on Hysteresis // Mathematics. 2022. V. 10. P. 4431.
  28. Подберезная И.Б. Алгоритмы моделирования магнитного гистерезиса // Известия высших учебных заведений. Электромеханика. 2015. № 6. C. 5—13.
  29. Szewczyk R., Nowicki M. Sensitivity of Jiles—Atherton Model Parameters Identified During the Optimization Process // AIP Conf. Proc. 2018. V. 1996. P. 020046.
  30. Szewczyk R. Progress in development of Jiles-Atherton model of magnetic hysteresis // AIP Conf. Proc. 2019. V. 2131. P. 020045.
  31. Szewczyk R. (Eds.). Two Step, Differential Evolution-Based Identification of Parameters of Jiles-Atherton Model of Magnetic Hysteresis Loops / AUTOMATION 2018, AISC 743. 2018. P. 635—641.
  32. Preisach. Über die magnetische Nachwirkung. “Zeitschrift für Physik”, 1935. 94 Band. Heft 5. P. 277—302.
  33. Ничипурук А.П. Модель магнитного гистерезиса и ее применение в магнитной структуроскопии конструкционных сталей / Дис. докт. техн. наук: 05.02.11. Ничипурук Александр Петрович. Екатеринбург: ИФМ УрО РАН, 2008. 262 с.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук,

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».