圆柱体磁介质退磁因子数值计算——磁粉探伤原理之五十一.pdfVIP

20l 第十届全国磁粉渗透枪测技术年会 1张家界 圆柱体磁介质退磁因子的数值计算去 ——磁粉探伤原理之五十一 仲维畅 (南京燃气轮机研究所，南京，210037) 摘要：本文列出了几种退磁因子的经典定义解析式，进而得到对圆柱体磁介质中心和中心横截 面与圆柱面交线上任意点退磁因子的计算方法，由此得悉：它们不仅与圆柱体的径长比(d／1)有 关，而且还取决于材料的磁特性和外加磁化场的强度。此外，更指出了本问题的困难和未来研究 的方向。 关键词：圆柱体；磁介质；退磁因子；数值计算 由于小同文献所列网柱体磁介质的退磁因子并不一致‘卜41，从而引起有心人对它的验算，却得 出了与上述文献不同的结果【5—1，故有必要对此问题进行澄清。 1 退磁场仅是“磁荷观点的概念 虽然“磁荷”观点和“分子环形电流”观点的微观假设不同，而其宏观结果确足等效的——对 所有电磁现象推得的定律、定理都相同，但它们所引用的物理量和基本概念却不一样，例如存分 子电流理论中就没有“退磁场”概念，而另有分子电流产生的附加磁感应场观念，所以“退磁场” 只与“磁荷”有关。 2退磁因子的不同定义 2．1 椭球体磁介质内任意点的退磁因子Ni… Hi=(H。)l—NiJi． i--x，y,z． (1) 其中，Ho_均匀的外加磁化场强度 H一磁介质中的磁场强度 J一磁化强度 N一退磁凶子，为一常数 2．2冲击退磁凶子(Ballistic factors)N‘21 demagnetizing △H=NI=N(B—H)／4兀 (2) 这罩，△H一退磁场 N一退磁凶子 卜一磁化强度 B一磁感应强度 H一磁场强度 ·国家自然科学基金资助项目 201 第十届全国磁粉渗透检测技术年会 1张家界 2．3 磁化初瞬『HJ磁棒中心的退磁因子ND【3】 ND=l--(I／d)[1+(1／d)2]一1佗 (3) 此处，l一棒的长度 卜棒的直径 2．4工件退磁因子的基本定义‘31 H’=NoJ／u。 (4) 其中，H’一退磁场，A／M ND_退磁冈子，为一纯数。 J一磁介质的磁极化强度矢量，Wdm2 l 0。7H／m 峙一真空磁导率，№=4nx 3退磁因子的各种图表 “冈为理论上可以证明，j{有椭球形的磁介质才能在均匀外磁场中均匀磁化，而有限长的圆 柱形磁介质在均匀外磁场中的磁化也是小均匀的。,,131所以文献【l卜一【3】中都只给出了椭球体磁介质 的退磁因子图、表，而冲击退磁因子是由大量实验获得的数据，并非源于计算f2】，文献[4】中的退 磁因f数值与文献【2】相同。 4退磁场和退磁因子的数值计算 4．1基本规律 文献【7】指出：退磁场Hd和退磁因子N都小仅取决r磁棒的几何形状(棒径d和棒长1)，而 且与磁化场强H。以及磁介质的磁化率()crll)有关。根据退磁场Hd和退磁凶子N的定义‘31以及X 0l知： 向磁化稳定状态下圆柱体端面上的磁荷分布状况【8~1 N=Hd／M=u。Hd／J (5) 此处，M