priborИзвестия высших учебных заведений. ПриборостроениеJournal of Instrument Engineering0021-34542500-0381Национальный исследовательский университет ИТМО10.17586/0021-3454-2023-66-1-74-80pribor-34Research ArticleСПЕЦИАЛЬНЫЙ ВЫПУСК, ПОСВЯЩЕННЫЙ ПАМЯТИ Е. И. ЯБЛОЧНИКОВАSPECIAL ISSUE DEDICATED TO THE MEMORY OF E. I. YABLOCHNIKOVДифференциальное включение катушек индуктивности для регистрации параметров движения ударника при динамическом индентированииDifferential connection of inductance coils for recording the parameters of striker motion during dynamic indentationКолгановО. А.KolganovO. A.

Олег Александрович Колганов - аспирант

Санкт-Петербург

Oleg А. Kolganov -Post-Graduate Student

St. Petersburg

kolganoff2014@yandex.ruИльинскийА. В.IlyinskyA. V.

Александр Вячеславович Ильинский - ассистент

Санкт-Петербург

Alexander V. Ilyinsky - Assistant

St. Petersburg

allill003@mail.ruЕгоровР. А.EgorovR. A.

Роман Александрович Егоров - ассистент

Санкт-Петербург

Roman А. Egorov - Assistant

St. Petersburg

roman1465@yandex.ruХошевА. Е.KhoshevA. Е.

Александр Евгеньевич Хошев - студент

Санкт-Петербург

Alexander Е. Khoshev - Student

St. Petersburg

severenarwhal@gmail.comФедоровА. В.FedorovA. V.

Алексей Владимирович Федоров - доцент

Санкт-Петербург

Alexey V. Fedorov - Associate Professor

St. Petersburg

afedor62@yandex.ruУниверситет ИТМОITMO University2023251120246617480Copyright © Национальный исследовательский университет ИТМО, 20242024Национальный исследовательский университет ИТМОНациональный исследовательский университет ИТМОhttps://pribor.ifmo.ru/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://pribor.ifmo.ru/jour/article/view/34

Рассматривается возможность применения магнитоиндукционного метода с дифференциальным включением двух катушек индуктивности для регистрации параметров движения ударника при динамическом индентировании. На основе анализа  литературы  по неразрушающему контролю механических характеристик материалов обосновано применение метода динамического индентирования как перспективного направления в данной области. Разработан прототип первичного преобразователя датчика динамического индентирования, отличительной особенностью которого является применение в нем двух дифференциально включенных катушек индуктивности. Для обоснования работоспособности первичного преобразователя разработана компьютерная 3D-модель регистрации движения ударника при пролете в программе конечно-элементного анализа Comsol Myltiphysics, с помощью которого проанализировано влияние изменения геометрических параметров дифференциально включенных катушек индуктивности на изменение ЭДС от времени. Приведены результаты экспериментальной отработки прототипа датчика динамического индентирования. Предложенная схема реализации магнитоиндукционного метода позволяет существенно снизить зависимость получаемого сигнала ЭДС от взаиморасположения магнита и катушек индуктивности, что, в свою очередь, позволяет повысить точность регистрации параметров движения индентора.  

The possibility of using the magnetic induction method with the differential inclusion of two inductors for recording the motion parameters of the impactor during dynamic indentation is considered. Based on analysis of the literature on non-destructive testing of the mechanical characteristics of materials, the use of the dynamic indentation method as a promising direction in this area is substantiated. A prototype of the primary transducer of the dynamic indentation sensor is developed, the distinctive feature of the prototype is the use of two differentially connected inductors in it. To demonstrate the primary converter operability, a computer 3D model is developed for registering the impactor movement during the flight in the Comsol Myltiphysics finite-element analysis program, with the help of which the effect of variation of geometric parameters of differentially connected inductors on the change in EMF with time is analyzed. Results of experimental testing of the dynamic indentation sensor prototype are presented. The proposed scheme for implementing the magnetic induction method makes it possible to significantly reduce the dependence of the obtained EMF signal on the relative position of the magnet and inductors, which, in turn, ensures the possibility to increase the accuracy of recording the indenter motion parameters. 

динамическое индентированиеконтактно-ударное взаимодействиесистема регистрациипараметры движениямагнитоиндукционный методкатушкамагнитdynamic indentationcontact-impact interactionregistration systemmotion parametersmagnetoinduction methodcoilmagnetReferencesКрень А. П., Рабцевич А. В., Зинкевич Н. В. Моделирование ударного контакта индентора с нежесткими стальными конструкциями при изменении твердости // Изв. НАУ Беларуси. Серия. Физико-технические науки. 2017. № 4. С. 38—45.Kren A.P., Rudnitsky V.A., Zinkevich N.V. Proceedings of the National Academy of Sciences of Belarus. PhysicoTechnical Series, 2017, no. 4, pp. 38–45. (in Russ.)Крень А. П., Рудницкий В. А., Делендик М. Н. Оценка погрешности определения физико-механических характеристик материалов при их контроле методом индентирования // Приборы и методы измерений. 2018. Т. 9, № 3. С. 263—271.Kren A.P., Rudnitsky V.A., Delendik M.N. Devices and Methods of Measurements, 2018, no. 3(9), pp. 263–271. (in Russ.)Колганов О. А., Лукьянов Г. Н., Федоров А. В. Обоснование выбора метода регистрации параметров движения ударника при динамическом индентировании // Альманах научных работ молодых ученых Университета ИТМО. 2022. Т. 2. С. 54—57.Kolganov O.A., Lukyanov G.N., Fedorov A.V. Almanac of Scientific Works of Young Scientists at ITMO University, 2022, vol. 2, рр. 54–57. (in Russ.)Марусин М. П., Протасеня Т. А. Разработка первичного преобразователя прибора динамического индентирования для измерения механических свойств материалов // Изв. вузов. Приборостроение. 2014. Т. 57, № 10. С. 85—87.Marusin M.P., Protasenya T.A. Journal of Instrument Engineering, 2014, no. 10(57), pp. 85–87. (in Russ.)Колганов О. А., Лукьянов Г. Н. Разработка экспериментального стенда для стационарных исследований конструктивных элементов датчика динамического индентирования // Сб. тез. докл. конгресса молодых ученых. 2022.Kolganov O.A., Lukyanov G.N. Collection of abstracts of reports of the congress of young scientists, 2022. (in Russ.)Энергетический подход к определению твердости материалов при индентировании сферой / П. М. Огар, В. А. Тарасов, И. Б. Федоров // Механики ХХI веку. 2013. № 12. С. 66—70.Ogar P.M., Tarasov V.A., Fedorov I.B. Mechanics – XXI century, 2013, no. 12, pp. 66–70. (in Russ.)Medital [Электронный ресурс]: <https://www.medital.com/products/lvt-linear-velocity-transducers>, 02.03.2022.Medital, https://www.medital.com/products/lvt-linear-velocity-transducers. (in Russ.)Electricaldesk [Электронный ресурс]: <https://www.electricaldeck.com/2021/07/measurement-of-linear-velocityusing-velocity-transducers.html>, 02.03.2022.Electricaldesk, https://www.electricaldeck.com/2021/07/measurement-of-linear-velocity-using-velocitytransducers.html. (in Russ.)Пат. 20080517 Беларусь, МПК (2006) G01N 30, BY 5150 U. Магнитоиндукционный датчик для измерения параметров динамического индентирования / В. А. Рудницкий, А. П. Крень, О. В. Мацулевич. Опубл. 30.04.2009.Patent BY 20080517, G01N 3\00, BY 5150 U, Magnitoinduktsionnyy datchik dlya izmereniya parametrov dinamicheskogo indentirovaniya (Magnetic Induction Sensor for Measuring the Parameters of Dynamic Indentation), V.A. Rudnitsky, A.P. Kren, O.V. Matsulevich, Published 30.04.2009. (in Russ.)Аппаратно-алгоритмическое обеспечение процесса динамического индентирования / Р. А. Егоров, А. В. Ильинский, М. В. Кузьмичев, А. В. Федоров // Дефектоскопия. 2020. № 6. С. 61—69.Egorov R.A., Ilinskiy A.V., Kuzmichev M.V., Fedorov A.V. Russian Journal of Nondestructive Testing, 2020, no. 6, pp. 61–69. (in Russ.)Обеспечение единства измерений твердости динамическим методом в Российской Федерации / А. И. Потапов, В. А. Сясько, К. В. Гоголинский, А. А. Никазов // Контроль. Диагностика. 2016. № 4. С. 44—49.Potapov A.I., Syasko V.A., Gogolinskiy K.V., Nikazov A.A. Kontrol'. Diagnostika, 2016, no. 12, pp. 44–49. (in Russ.)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.