Μελέτη ταλαντώσεων λόγω μαγνητοσυστολής

Τζαμουράνης, Δημήτριος; Tzamouranis, Dimitrios

dc.contributor.author	Τζαμουράνης, Δημήτριος	el
dc.contributor.author	Tzamouranis, Dimitrios	en
dc.date.accessioned	2017-02-20T08:57:32Z
dc.date.available	2017-02-20T08:57:32Z
dc.date.issued	2017-02-20
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/44382
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.6882
dc.description	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο--Μεταπτυχιακή Εργασία. Διεπιστημονικό-Διατμηματικό Πρόγραμμα Μεταπτυχιακών Σπουδών (Δ.Π.Μ.Σ.) “Επιστήμη και Τεχνολογία Υλικών”	el
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by/3.0/gr/	*
dc.subject	Mαγνητοσυστολή	el
dc.subject	Aντίστροφο μαγνητοσυστολικό φαινόμενο	el
dc.subject	Tαλαντώσεις λόγω μαγνητοσυστολής	el
dc.subject	Hλεκτρικός χάλυβας	el
dc.subject	Mέτρηση επιτάχυνσης	el
dc.subject	Magnetostriction	en
dc.subject	Inverse magnetostrictive phenomenon	en
dc.subject	Oscillation due to magnetostriction	en
dc.subject	Acceleration measurement	en
dc.subject	Electrical steel	en
dc.title	Μελέτη ταλαντώσεων λόγω μαγνητοσυστολής	el
heal.type	masterThesis
heal.generalDescription	Στην παρούσα πειραματική διπλωματική εργασία μελετάται το φαινόμενο της μαγνητοσυστολής, της αλλαγής δηλαδή των διαστάσεων των υλικών εξαιτίας μαγνητικών πεδίων και των ταλαντώσεων που προκαλούνται σε σιδηρομαγνητικά υλικά όταν υπόκεινται σε μεταβαλλόμενα μαγνητικά πεδία. Στο θεωρητικό μέρος αναφέρονται αρχικά κάποια στοιχεία της θεωρίας του σιδηρομαγνητισμού και μαγνητικών περιοχών. Ακολούθως γίνεται μία εισαγωγή στο φαινόμενο της μαγνητοσυστολής και μελετάται η σχέση της συχνότητας ενός εναλλασσόμενου μαγνητικού πεδίου με τη συχνότητα της μηχανικής ταλάντωσης που προκαλεί σε σιδηρομαγνητικό σώμα, με βάση τα διαγράμματα (λ-H) πολυκρυσταλλικών υλικών. Στο πειραματικό μέρος περιγράφεται ο εργαστηριακός εξοπλισμός και τα όργανα που χρησιμοποιήθηκαν και ο τρόπος με τον οποίο κατασκευάστηκαν ηλεκτρομαγνήτες από πυριτιούχο ηλεκτρικό χάλυβα, πηνία και ηλεκτρονικά κυκλώματα, απαραίτητα για τη διεξαγωγή των μετρήσεων. Στο κεφάλαιο ‘σειρές μετρήσεων’ καταγράφονται οι συνθήκες των πειραμάτων που πραγματοποιήθηκαν, οι μετρήσεις, κυρίως ηλεκτρικών μεγεθών και οι υπολογισμοί των μαγνητικών μεγεθών που ενδιέφεραν. Σε ορισμένες περιπτώσεις, γίνεται προσομοίωση του μαγνητικού πεδίου στο χώρο γύρω από τα πηνία. Γίνεται ο σχολιασμός των αποτελεσμάτων και η διερεύνησή τους. Διαπιστώνεται η απότομη πτώση του συντελεστή αυτεπαγωγής πηνίου που φέρει ως πυρήνα ηλεκτρικό χάλυβα με την αύξηση της συχνότητας της τάσης. Γίνεται απόπειρα υπολογισμού της διαφορικής μαγνητικής διαπερατότητας του υλικού των ηλεκτρομαγνητών, όμως το αποτέλεσμα απέχει πολύ από το πραγματικό, κυρίως επειδή στο μαγνητικό κύκλωμα που χρησιμοποιείται υπάρχουνε υψηλές σε ποσοστό ενεργειακές απώλειες. Επίσης, σε επόμενο πείραμα, εφαρμόζεται παλμικό πεδίο με τη βοήθεια πεταλοειδούς μαγνήτη σε δοκίμιο προκειμένου να ανιχνευθεί η τάση που επάγεται σε άλλο πηνίο που έχει τα τυλίγματά του γύρω από το δοκίμιο, λόγω αντίστροφου μαγνητοσυστολικού φαινομένου (ή φαινομένου Villari). Η μέτρηση της επιτάχυνσης μέσω επιταχυνσιόμετρου οδηγεί στο συμπέρασμα πως το πλάτος της εξαναγκασμένης μηχανικής ταλάντωσης που προκαλείται λόγω της μαγνητοσυστολής εξαρτάται έντονα από τη συχνότητα του εξωτερικού μαγνητικού πεδίου. Αυτό οφείλεται σε φαινόμενα συντονισμού. Η εισαγωγή ελαστικών τάσεων στο υπό εξέταση υλικό παραλλάσσει το πλάτος της επιτάχυνσης. Αν, επιπρόσθετα με το εναλλασσόμενο μαγνητικό πεδίο, μαγνητοσυστολή στο δοκίμιο προκαλεί και ένα σταθερό στο χρόνο μαγνητικό πεδίο, τότε το πλάτος της ταλάντωσης είναι δυνατόν να αυξηθεί εντυπωσιακά σε πλάτος, περίπου 10 με 15 φορές, χωρίς να αποκλείεται ακόμα μεγαλύτερη αύξηση.	el
heal.classification	Μαγνητικά υλικά	el
heal.classificationURI	http://data.seab.gr/concepts/33b70bd6d25d500ed8be7286bcefff3df64d27b1
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2016-10-25
heal.abstract	Στην παρούσα πειραματική διπλωματική εργασία μελετάται το φαινόμενο της μαγνητοσυστολής, της αλλαγής δηλαδή των διαστάσεων των υλικών εξαιτίας μαγνητικών πεδίων και των ταλαντώσεων που προκαλούνται σε σιδηρομαγνητικά υλικά όταν υπόκεινται σε μεταβαλλόμενα μαγνητικά πεδία. Στο θεωρητικό μέρος αναφέρονται αρχικά κάποια στοιχεία της θεωρίας του σιδηρομαγνητισμού και μαγνητικών περιοχών. Ακολούθως γίνεται μία εισαγωγή στο φαινόμενο της μαγνητοσυστολής και μελετάται η σχέση της συχνότητας ενός εναλλασσόμενου μαγνητικού πεδίου με τη συχνότητα της μηχανικής ταλάντωσης που προκαλεί σε σιδηρομαγνητικό σώμα, με βάση τα διαγράμματα (λ-H) πολυκρυσταλλικών υλικών. Στο πειραματικό μέρος περιγράφεται ο εργαστηριακός εξοπλισμός και τα όργανα που χρησιμοποιήθηκαν και ο τρόπος με τον οποίο κατασκευάστηκαν ηλεκτρομαγνήτες από πυριτιούχο ηλεκτρικό χάλυβα, πηνία και ηλεκτρονικά κυκλώματα, απαραίτητα για τη διεξαγωγή των μετρήσεων. Στο κεφάλαιο ‘σειρές μετρήσεων’ καταγράφονται οι συνθήκες των πειραμάτων που πραγματοποιήθηκαν, οι μετρήσεις, κυρίως ηλεκτρικών μεγεθών και οι υπολογισμοί των μαγνητικών μεγεθών που ενδιέφεραν. Σε ορισμένες περιπτώσεις, γίνεται προσομοίωση του μαγνητικού πεδίου στο χώρο γύρω από τα πηνία. Γίνεται ο σχολιασμός των αποτελεσμάτων και η διερεύνησή τους. Διαπιστώνεται η απότομη πτώση του συντελεστή αυτεπαγωγής πηνίου που φέρει ως πυρήνα ηλεκτρικό χάλυβα με την αύξηση της συχνότητας της τάσης. Γίνεται απόπειρα υπολογισμού της διαφορικής μαγνητικής διαπερατότητας του υλικού των ηλεκτρομαγνητών, όμως το αποτέλεσμα απέχει πολύ από το πραγματικό, κυρίως επειδή στο μαγνητικό κύκλωμα που χρησιμοποιείται υπάρχουνε υψηλές σε ποσοστό ενεργειακές απώλειες. Επίσης, σε επόμενο πείραμα, εφαρμόζεται παλμικό πεδίο με τη βοήθεια πεταλοειδούς μαγνήτη σε δοκίμιο προκειμένου να ανιχνευθεί η τάση που επάγεται σε άλλο πηνίο που έχει τα τυλίγματά του γύρω από το δοκίμιο, λόγω αντίστροφου μαγνητοσυστολικού φαινομένου (ή φαινομένου Villari). Η μέτρηση της επιτάχυνσης μέσω επιταχυνσιόμετρου οδηγεί στο συμπέρασμα πως το πλάτος της εξαναγκασμένης μηχανικής ταλάντωσης που προκαλείται λόγω της μαγνητοσυστολής εξαρτάται έντονα από τη συχνότητα του εξωτερικού μαγνητικού πεδίου. Αυτό οφείλεται σε φαινόμενα συντονισμού. Η εισαγωγή ελαστικών τάσεων στο υπό εξέταση υλικό παραλλάσσει το πλάτος της επιτάχυνσης. Αν, επιπρόσθετα με το εναλλασσόμενο μαγνητικό πεδίο, μαγνητοσυστολή στο δοκίμιο προκαλεί και ένα σταθερό στο χρόνο μαγνητικό πεδίο, τότε το πλάτος της ταλάντωσης είναι δυνατόν να αυξηθεί εντυπωσιακά σε πλάτος, περίπου 10 με 15 φορές, χωρίς να αποκλείεται ακόμα μεγαλύτερη αύξηση.	el
heal.abstract	This thesis analyzes the phenomenon of magnetostriction, i.e. the change of material dimensions due to the magnetic field and the vibrations caused in ferromagnetic materials when subjected to varying magnetic fields. In the theoretical part, some elements of the theory of ferromagnetism and magnetic regions are presented. There follows an introduction to the phenomenon of magnetostriction and a study of the relationship between the frequency of an alternating magnetic field and the frequency of the mechanical vibration that causes in a ferromagnetic body, which is based οn (λ-H) diagrams of polycrystalline materials. In the experimental part, there is a description of the laboratory equipment and instruments used and how electromagnets consisting of silicon electrical steel, coils and electronic circuits required for conducting measurements were made. In the chapter 'measuring series' lists the conditions of the experiments carried out, measurements, mainly of electrical quantities and calculations of magnetic aggregates interested. In some cases, magnetic field is simulated in the space around the coils. Results are being discussed. There is a sharp drop in the inductance factor of a coil that has electrical steel in its core, with increasing voltage frequency. Attempts to calculate the differential magnetic permeability of the electromagnets’ material, but the result is far from true, mainly because the magnetic circuit has high rate of energy loss. Also, in the next experiment, pulsed field is applied by means of a horseshoe magnet in a specimen, in order to detect the voltage induced in coil having windings around the specimen, because of the inverse magnetostrictive phenomenon (or phenomenon Villari). The measurement of acceleration by the accelerometer leads to the conclusion that the amplitude of forced mechanical vibration caused by the magnetostriction depends strongly on the frequency of the external magnetic field. This is due to resonance phenomena. The introduction of stress in elastic material under test varies the amplitude of acceleration. If, in addition to the alternating magnetic field, magnetostriction in the workpiece causes a constant magnetic field, the amplitude of oscillation may be increased dramatically in width, about 10 to 15 times without even greater increase excluded.	en
heal.advisorName	Χριστοφόρου, Ευάγγελος	el
heal.committeeMemberName	Χριστοφόρου, Ευάγγελος	el
heal.committeeMemberName	Φούρλαρης, Γεώργιος	el
heal.committeeMemberName	Χαριτίδης, Κωνσταντίνος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Χημικών Μηχανικών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	87 σ.	el
heal.fullTextAvailability	true