Преддипломная практика даёт реальную возможность обобщить и систематизировать свои знания в области фундаментальных и прикладных наук и направить их на самостоятельное решение комплекса управленческих задач выполнении выпускной квалификационной работы — дипломной работы.

Содержание

Введение
Глава 1. Теория магнетизма
Глава 2. Коэрцитивная сила. Петля гистерезиса
Глава 3. Общие сведения о ГСО
3.1. Метрологические характеристики
3.2. Технические данные
Глава 4. Измерительная аппаратура
Глава 5. Определение тока насыщения
Глава 6. Испытания стандартных образцов ГСО
6.1. Условия испытаний
6.2. Испытания ГСО
Заключение
Список использованных источников

Внимание!

Если вам нужна помощь с академической работой, то рекомендуем обратиться к профессионалам. Более 70 000 экспертов готовы помочь вам прямо сейчас.

Расчет стоимости Гарантии Отзывы

Введение

Прохождение преддипломной практики является важнейшей частью и неотъемлемой ступенью для формирования квалифицированного специалиста.

Преддипломная практика даёт реальную возможность обобщить и систематизировать свои знания в области фундаментальных и прикладных наук и направить их на самостоятельное решение комплекса управленческих задач выполнении выпускной квалификационной работы — дипломной работы. С 16 февраля по 29 марта 2015 года я проходила преддипломную практику в лаборатории метрологии магнитных измерений  и неразрушающего контроля (261) ФГУП «УНИИМ».

Целью преддипломной практики является:

— изучить специальную литературу и нормативную документацию;

— провести испытания стандартных образцов ГСО 2192-89;

— составить протокол испытаний.

На период прохождения преддипломной практики передо мной стояли следующие задачи:

— изучение технической литературы и нормативной документации;

— ознакомление с методами измерения стандартных образцов ГСО 2192-89;

— проведение испытаний стандартных образцов ГСО 2192-89;

— составление протокола испытаний стандартных образцов ГСО 2192-89.

Лаборатория метрологии магнитных измерений и неразрушающего контроля занимается:

— разработкой и практической реализацией основных принципов и средств обеспечения единства магнитных и акустических измерений;

— разработкой и изготовлением образцовых мер и средств измерений (СИ) в области магнитного контроля.

Скидка 100 рублей на первый заказ!

Акция для новых клиентов! Разместите заказ или сделайте расчет стоимости и получите 100 рублей. Деньги будут зачислены на счет в личном кабинете.

Узнать стоимость Гарантии Отзывы

— разработкой стандартных образцов состава и свойств магнитных материалов (магнитомягких и магнитотвердых) различных категорий – государственных (ГСО), отраслевых (ОСО) и стандартных образцов предприятия (СОП);

— разработкой стандартных образцов различных категорий для метрологического обеспечения средств неразрушающего контроля, применяемых на предприятиях черной и цветной металлургии;

— проведением испытаний (сертификации) средств магнитных и акустических измерений, средств неразрушающего контроля для целей утверждения типа и занесения в Государственный реестр средств измерений;

— проведением поверки средств магнитных и акустических измерений и т.д.

Глава 1. Теория магнетизма

Намагничивание — совокупность процессов, происходящих в магнитных материалах под действием магнитного поля H и приводящих к росту намагниченности M (или магнитной индукции В)материала. В ферро-или ферримагнитных материалах различают три механизма намагничивания: смещение границ между магнитными доменами, вращение вектора спонтанной намагпиченности Ms и парапроцесс.

В размагниченном состоянии ферромагнетик разбивается на отдельные области — домены ,в пределах которых материал намагничен до насыщения вдоль одной из осей лёгкого намагничивания. Ввиду различной ориентации намагниченности в доменах суммарный магнитный момент образца равен нулю. Под влиянием внешнего магнитного поля происходит рост областей, в которых Ms составляет наименьшие углы с направлением поля, за счёт соседних областей. Этот рост осуществляется в результате смещения доменных границ (доменных стенок). После завершения процессов смещения в каждом кристалле остаётся всего лишь один домен, намагниченность которого ориентирована вдоль ближайшей к направлению поля оси лёгкого намагничивания. Дальнейшее намагничивание идёт за счёт вращения векторов Мs к направлению магнитного поля. По завершении процесса вращения в образце достигается техническое магнитное насыщение, и прирост намагниченности может иметь место лишь за счёт парапроцесса — увеличения самой намагниченности насыщения вследствие подавления магнитным полем тепловых колебаний элементарных магнитных моментов вещества.

Зависимость M(H)или B(H), представленная в виде формул, графиков или таблиц, называется кривой намагничивания. Если известна кривая M(H), то простым пересчётом может быть получена и кривая B(H), и наоборот. Вид зависимости M(H)определяется магнитными свойствами материала, условиями измерений (давление, температуpa, характер изменения магнитного поля), формой образца, его магнитной предысторией. Важнейшими видами кривых намагничивания являются следующие.

а – кривая начального намагничивания;

б – без гистерезисная кривая намагничивания

Рисунок 1 – Кривая намагничивания

Рисунок 1 – Кривая намагничивания

1) Кривая первого (первоначального) намагничивания (КПН) получается при намагничивании ферро- или ферримагнетика из полностью размагниченного состояния монотонно возрастающим от нуля магнитным полем, причём направление последнего относительно намагничиваемого тела остаётся неизменным. На КПН можно выделить пять участков, на каждом из которых преобладает определенный механизм намагничивания. Участок 1 (рис.2) соответствует обратимым (упругим) смещениям доменных границ: здесь M =  H, где   — начальная магнитная восприимчивость. В области Рэлея (2) имеют место наряду с обратимыми также необратимые процессы смещения, и зависимость M(H)здесь квадратична. Наиболее крутой участок КПН (3) соответствует максимальной восприимчивости и связан с необратимыми смещениями доменных границ. В области приближения к насыщению (4) основную роль играют процессы вращения Ms к направлению намагничивающего поля. Наконец, участок 5 характеризуется слабым ростом намагниченности и соответствует парапроцессу.

2) При циклическом изменении магнитные поля между крайними значениями H1 и H2 кривые M(H)сначала несколько изменяются от цикла к циклу, но постепенно становятся стабильными. Их называют кривыми цикличного перемагничивания или петлями гистерезиса магнитного. При H1 = -H2 петля гистерезиса симметрична, в других случаях — асимметрична. Наиболее симметричная петля гистерезиса наз. предельной и является важной характеристикой магнитных материалов.

Скидка 100 рублей на первый заказ!

Акция для новых клиентов! Разместите заказ или сделайте расчет стоимости и получите 100 рублей. Деньги будут зачислены на счет в личном кабинете.

Узнать стоимость Гарантии Отзывы

3) Безгистерезисная (идеальная) кривая намагниченность изображает зависимость M(H)для таких состояний, которые при каждом значении намагниченности являются наибиболее устойчивыми, то есть обладают наименьшей свободной энергией. Эти состояния могут быть получены в результате наложения на постоянное поле H переменные магнитные. поля с убывающей до нуля амплитудой.

4) Основная (коммутационная) кривая намагниченности — геометрическое место вершин симметричных петель гистерезиса. Основная и безгистерезисная кривые намагниченности, в отличие от КПН, фиксируют только избранные магнитные состояния, не показывая действительных процессов H.

Если значения M и H относятся к одному и тому же элементу объёма, то кривые M(H)не зависят от размера и формы образца и являются кривыми намагниченности данного материала. На практике чаще всего имеют дело не с истинным значением H внутри образца, а с напряжённостью внешнего магнитного поля Hе. Кривые М(Не)называются кривыми намагничивания тела и зависят от формы последнего. В простых случаях, зная размагничивающий фактор тела, можно из кривых М(Нe)получить кривые M(H) [1].

Глава 2. Коэрцитивная сила. Петля гистерезиса

Коэрцитивная сила — характеристика ферромагнитных материалов, показывающая, в какой степени затруднены в них процессы намагничивания (перемагничивания). При графическом изображении зависимости намагниченности B от циклически изменяющейся в пределахНs напряжённости магнитного поля получается петля гистерезиса.

Характерной особенностью процесса намагничивания ферромагнетиков является так называемый гистерезис, то есть зависимость намагничивания от предыстории образца. Кривая намагничивания B (H) ферромагнитного образца представляет собой петлю сложной формы, которая называется петлей гистерезиса.

Рисунок 2 – Петля гистерезиса ферромагнетика

Рисунок 2 – Петля гистерезиса ферромагнетика

Из рис. 2. видно, что при  наступает магнитное насыщение – намагниченность образца достигает максимального значения. Если теперь уменьшать магнитную индукцию B внешнего поля и довести ее вновь до нулевого значения, то ферромагнетик сохранит остаточную намагниченность – поле внутри образца будет равно Br. Остаточная намагниченность образцов позволяет создавать постоянные магниты. Для того, чтобы полностью размагнитить образец, необходимо, изменив знак внешнего поля, довести магнитную индукцию B до значения -Hc, которое принято называть коэрцитивной силой.

После снижения магнитного поля от Нs до нуля в ферромагнитных материалах сохраняется остаточная намагниченность Вr. Намагниченность становится равной нулю только после приложения магнитного поля Нс, противоположного по знаку предшествующему намагничивающему полю. Величина Нc и является коэрцитивной силой данного гистерезисного цикла. Если Нs недостаточно велико, получаются частные циклы гистерезиса. Значение коэрцитивной силы в этом случае зависит от величины Нs.

Коэрцитивная сила различных ферромагнитных материалов изменяется в очень широких пределах: от 10-3 до 105 Э (1 Э80 А/м). Её значение существенно для классификации магнитных материалов на магнитно-мягкие (Hс<1 — 15 Э) и магнитно-твёрдые (Hc>15-100 Э). Коэрцитивная сила определяется механизмом процесса пермагничивания, значением таких фундаментальных характеристик, как энергия магнитной анизотропии, магнитострикция, намагниченность насыщения.

Как структурно-чувствительная характеристика коэрцитивная сила используется для неразрушающего контроля качества термической обработки множества изделий из ферромагнитных сталей и сплавов [2].

Глава 3. Общие сведения о ГСО

Наименование ГСО стандартные образцы коэрцитивной силы (сталь), комплект СОКС-1

Назначение ГСО комплект СОКС-1 предназначен для градуировки и поверки коэрцитиметров и структуроскопов с диапазоном измерений коэрцитивной силы от 100 до 6500 А/м, имеющих относительную погрешность измерений не менее ±5%, а также для контроля метрологических характеристик при проведении их испытаний; для метрологической аттестации методик выполнения измерений с применением коэрцитиметров и структуроскопов. 

3.1. Метрологические характеристики

Аттестованная характеристика СО – коэрцитивная сила по намагниченности (Нс)

Срок годности экземпляра СО или периодичность контроля: периодичность аттестации – 1 раз в год..

Дополнительные сведения:

Значения аттестованной характеристики определяется на каждом образце в разомкнутой магнитной цепи методом сдергивания измерительной катушки с намагниченного образца по ГОСТ 8.377-80.

Нужна работа? Есть решение!

Более 70 000 экспертов: преподавателей и доцентов вузов готовы помочь вам в написании работы прямо сейчас.

Расчет стоимости Гарантии Отзывы

3.2. Технические данные

Комплект состоит из 10 образцов, каждый из которых имеет форму прямоугольного параллепипеда с размерами:

  • длина, мм 58,0 ± 0,5;
  • ширина, мм 35,0 ± 0,5;
  • высота, мм 8,0 ± 1,0.

3.3. Порядок применения

ГСО 2192-89 применяются согласно инструкции по применению ГСО.

Глава 4. Измерительная аппаратура

Стандартные образцы ГСО 2192-89 измеряем на установке, собранной в соответствии с ГОСТ 8.377-80, изображенной на схеме 1

µWb – микровеберметр;

L1 – измерительная катушка;

L2 – соленоид;

ИП – источник питания постоянного тока;

R – катушка электрического сопротивления;

V – вольтметр постоянных значений

Схема 1 – Измерительная установка

Схема 1 – Измерительная установка

Измерительная установка состоит из следующих приборов:

4.1. Соленоид магнитных полей СД-3

Соленоид предназначен для воспроизведения постоянных и переменных магнитных полей.

4.2. Микровеберметр Ф192

Микровеберметр Ф192 предназначен для измерения магнитного потока, может быть использован для измерения емкости конденсаторов на постоянном токе.

4.3. Катушка электрического сопротивления Р321

Катушка электрического сопротивления Р321 представляет собой образцовую меру сопротивления и предназначена для проверки и подгонки в цепях постоянного тока рабочих катушек сопротивления, а также образцовых и рабочих (лабораторных) измерительных приборов.

4.4. Вольтметр универсальный цифровой GDM – 8246

Вольтметр универсальный цифровой предназначен для измерения постоянного и переменного напряжения, силы постоянного и переменного тока, сопротивление постоянному току, емкости, частоты, испытания p-n переходов полупроводниковых приборов, прозвона цепей.

4.5. Источник питания постоянного тока

Источники питания серии PSP предназначены для питания радиотехнических устройств стабилизированным постоянным напряжением или током.

4.6. Измерительная катушка

Измерительная катушка применяется для контроля намагниченности прямолинейных образцов.

4.7. Электромагнит

Электромагнит — устройство, создающее магнитное поле при прохождении электрического тока. Он служит для намагничивания испытуемого изделия и последующего его размагничивания

Глава 5. Определение тока насыщения

Чтобы выбрать оптимальный ток для измерения стандартных образцов ГСО 2192-89, берем образец №17 с большим значением коэрцитивной силы и намагничиваем его в электромагните при различных токах. Образец измеряем с двух сторон и при обоих направлениях намагничивающего поля. Перед каждым намагничиванием производим размагничивание образца. Размагничивание происходит при помощи плавного уменьшения тока, направление которого меняется не более одного раза в секунду. Намагниченный образец помещаем в соленоид и измеряем остаточную магнитную индукцию (Br) и коэрцитивную силу (Hc) методом сдергивания измерительной катушки с образца. Остаточную магнитную индукцию измеряем для того чтобы убедиться в стабильности процесса измерения. Коэрцитивную силу измеряем подавая ток с источника питания постоянного тока в соленоид и сдергивая измерительную катушку с намагниченного образца. Постоянный ток регулируем с помощью источника тока, напряжение в соленоиде снимаем с помощью вольтметра постоянного тока и сдергивая измерительную катушку с образца, снимаем показания с микровеберметра. Коэрцитивную силу (Нсм, А/м) рассчитываем по формуле

,                                                                      ( 1 )

где Ψ1 и Ψ2 –показания веберметра.

Кн — постоянная соленоида в геометрическом центре (Кн = 7653)

Нужна работа? Есть решение!

Более 70 000 экспертов: преподавателей и доцентов вузов готовы помочь вам в написании работы прямо сейчас.

Расчет стоимости Гарантии Отзывы

I1 и I2 – намагничивающий ток[3].

Результаты измерений коэрцитивной силы от намагничивающего тока через электромагнит приведены в табл.1

Таблица 1 – Результаты измерений

По полученным данным (таблица 1) построили график, указанный ниже, зависимости значений коэрцитивной силы образца №17 из комплекта ГСО от различных токов намагничивания в электромагните. По этому графику сделали вывод о том, что при силе тока через электромагнит с двух до четырех ампер коэрцитивная сила образца №17 из комплекта ГСО практически не изменяется (изменение составляет не более 0,6%), то есть образец находится в насыщении. Отсюда следует, минимальная сила тока достаточная для намагничивания до насыщения любого образца из комплекта ГСО составляет 2 А. Для исключения непредвиденных наводок при намагничивании было решено намагничивать образцы током в 4А.

График 1 – Зависимость коэрцитивной силы образца №17 из комплекта ГСО 2192-89 №10 при различных токах намагничивания в электромагните

Глава 6. Испытания стандартных образцов ГСО

6.1. Условия испытаний

При проведении испытаний должны соблюдаться следующие условия:

  • температура окружающего воздуха, 20 ± 5;
  • относительная влажность, % не более 80%.

6.2. Испытания ГСО

6.2.1 Намагниченный образец помещаем в соленоид вдоль его оси так, чтобы центр образца совпадал с центром соленоида. На образец надеваем измерительную катушку так, чтобы торцы образца были расположены симметрично по отношению к катушке. При перемещении из начального в конечное положение катушка должна находиться в зоне однородного поля соленоида. При повторных перемещениях катушки расстояние от ее начального до конечного положения должно быть одинаковым. Каждый образец измеряем с двух сторон и при обоих направлениях намагничивающего поля, то есть каждый образец измеряем 4 раза [3].

6.2.2 Остаточную магнитную индукцию (Br) измеряем для того чтобы убедиться в стабильности процесса.

6.2.3 Коэрцитивную силу измеряем, подавая ток с источника питания постоянного тока в соленоид и сдергивая измерительную катушку с намагниченного образца. Постоянный ток регулируем с помощью источника тока, напряжение в соленоиде снимаем с помощью вольтметра постоянного тока и сдергивая измерительную катушку с образца, снимаем показания с микровеберметра.

6.2.4 Рассчитываем коэрцитивную силу (Нсм, А/м) по формуле (1).

6.2.5 Повторяем вышеперечисленную процедуру для всех остальных образцов.

6.2.5 Оформляем протокол испытаний стандартных образцов ГСО, в котором указываем полученные значения и применяющуюся аппаратуру с ее характеристиками

Закажите работу от 200 рублей

Если вам нужна помощь с академической работой, то рекомендуем обратиться к профессионалам. Более 70 000 экспертов готовы помочь вам прямо сейчас.

Расчет стоимости Гарантии Отзывы

Заключение

В данной преддипломной практике я изучила техническую литературу и нормативную документацию. Мною была собрана установка, которая изображена на схеме 1, под руководством ведущего инженера лаборатории (261) Савичевой Елены Владимировны. Проведенные испытания стандартных образцов ГСО 2192-89 показали, что полученные значения близки к аттестованным, значит стандартные образцы ГСО комплекта СОКС-1 годные к применению (см. Приложение Д – Приложение к паспорту).

За время прохождения преддипломной практики я закрепила теоретические знания и приобрела более глубокий практический навык. В дальнейшем полученные знания и навык помогут мне написать выпускную квалификационную работу. Тема моей выпускной квалификационной роботы: определение намагниченности насыщения образцов СОП 31-11-Hc и образцов содержащих ферритную фазу.

Список использованных источников

1. Преображенский А.А. Магнитные материалы и элементы/ А.А. Преображенский, Е.Г. Бишард – М.: Третье издание, 1986.- 178 с.
2. Вонсовский С.В. Магнетизм/ С.В. Вонсовский – М.:1971.-839 с.
3. ГОСТ 8.377 – 80. Материалы магнитомягкие. Методика выполнения измерений при определении статических магнитных характеристик. – М.: Издание официальное, 1980. – 21с.
4. Комаров Е.В. Испытание магнитных материалов и систем/ Е.В. Комаров [и др.]; Под ред. А.Я. Шихина. – М.: Энергоатомиздат, 1984. – 376 с.