CC BY
10
УДК 622.236.2 © С.В. Ермаков, П.П. Ананьев, С.А. Гончаров, 2012
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСТАТОЧНЫХ ДЕФОРМАЦИЙ В ЖЕЛЕЗИСТЫХ КВАРЦИТАХ ПОСЛЕ ИХ ИМПУЛЬСНОЙ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ОБРАБОТКИ (ИЭМО)
Приведены результаты теоретических исследований по определению остаточных деформаций магнитострикционной природы, возникающих на границах срастания минеральных фаз железистых кварцитов после их импульсной электромагнитной обработки. Ключевые слова: железистые кварциты, остаточная намагниченность, остаточные деформации.
При ИЭМО кривая намагниченности магнетита, содержащегося в железистых кварцитах, однозначно определяется поворотом магнитных моментов доменов, а величина магнитострикци-онной деформации при намагниченности достигнет величины насыщения равной максимальной магнитострикционной деформации. Величина деформаций вИ, возникших во время ИЭМО, определяется выражением [1]: 3
8 И m
J
U о
(1)
где 3 - намагниченность магнетита; 3* - техническая намагниченность магнетита; X тах - коэффициент магнитострикции магнетита.
На рис. 1 представлена экспериментальная кривая намагничивания железистых кварцитов в зависимости от напряженности магнитного поля.
С учетом аппроксимации [2] экспериментальной кривой намагничивания можно записать:
( н ^
j - ь • j *
2Н
Н 2Н
(2)
Рис. 1. Экспериментальная кривая намагничивания в зависимости от напряженности магнитного поля для железистых кварцитов
где Н - напряженность магнитного поля; Нс - коэрцитивная сила; а = 4,79 и Ь = 1,45 - коэффициенты аппроксимации. С учетом (2) выражение (1) примет вид:
Н
4,79 +
2Н
H
В Я max * 1,45--(3)
2HC
Так как величина напряженности магнитного поля определяет величину остаточной намагниченности образца, то выражение для оценки остаточных деформаций гопи после ИЭМО можно записать в виде:
J
2 и
Во.п.и. = Ьmax '1,45--J" , (4)
4,79 +
2Hc
где Jr - остаточная намагниченность образца.
J = КП ■ J*, (5)
где КП - коэффициент прямоугольности.
Часть, составляющая остаточные деформации после ИЭМО от деформаций, возникающих во время ИЭМО может быть определена по формуле:
Т
2 Я
4,79-
2Я
тах-1,45 -
Я 2 Я
4,79-
Н 2Н„
с /
8и Н - (4,79 + —Ч
2Н
Подставляя (5) в (7) получим:
У* - Кп - (4,79 + Н) 8„_„ 2Я
Т * К Н - (4,79 + ^^)
2Я
(6)
с / V су
Преобразуем выражение (6), в результате получим: Т •(4,79+
(7)
(8)
В результате подстановки численных значений величин, входящих в (8), было установлено, что остаточные деформации после ИЭМО составляют ~ 40 % от деформаций, возникших во время обработки.
Б
8
И
8
И
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Гончаров С.А., Ананьев П.П., Иванов В.Ю. Разупрочнение горных пород под действием импульсных электромагнитных полей. — М.: МГГУ, 2006.
2. Белов К.П. Упругие, тепловые и электрические явления в ферромагнетиках. - М.: Государственное издательство технико-теоретической литературы, 1957. — 279 с.
