Упругий изгиб характеризуется неоднородной деформацией образца по его сечению. Как следует из эпюры напряжений (рис. 6-14), в верхних слоях образца от нейтральной линии имеются растягивающие, а в нижних — сжимающие напряжения. Величина этих напряжений определяется выражением
(6-3)
где Е— модуль упругости материала; ∆х— расстояние от нейтральной линии; r — радиус изгиба.
Рис. 6-14. Упругий изгиб образца (а) с эпюрой напряжений (б).
При модуле упругости Е=1,2·106 кгс/см2 и пределе упругости σ=2500 кгс/см2 для текстурованной стали толщиной 0,35 мм изгиб пластин с r>9 см происходит в упругой области и после снятия нагрузки пластины вновь принимают прямолинейное состояние. При изгибе пластин с радиусом r<9 см после снятия нагрузки пластины сохраняют криволинейную форму, но со значительно большим радиусом. После упругого изгиба пластины, находящиеся в прямолинейном состоянии, обладают такими же магнитными свойствами, как и до изгиба, тогда как в искривленном состоянии их свойства значительно хуже начальных.
В [Л. 6-15] было показано, что для образцов текстурованной стали с наименьшими потерями (p1,5/50=0,92 вт/кг) увеличение удельных потерь и коэрцитивной силы от изгиба получается примерно в 1,5 раза больше, чем для образцов худшего качества (p1,5/50=1,2 вт/кг). Значение ∆р/р, %, при r=111 cм в таких образцах были получены соответственно 38 и 26%. Коэрцитивная сила в образце с p1,5/50=0,92 вт/кг от изгиба изменялась следующим образом (d=0,35 мм);
Рис. 6-15. Влияние упругого изгиба на удельные потери и полную удельную мощность при В=1,5 тл и f=60 гц холоднокатаной текстурованной стали с толщиной листа 0,35 мм.
В [Л. 6-16] рассматривалось возрастание потерь и понижение проницаемости текстурованной стали толщиной 0,35 ММ С Р1,5/50=0,95 вт/кг при изменении радиуса изгиба с 3 000 до 54 см. Его результаты представлены на рис. 6-15. При изгибе пластины с радиусом 1 000 см удельные потери возрастают на 10%, а при r=54 см — на 45%. Намагничивающая мощность при изгибе пластин с радиусом 54 см возрастает почти в 6 раз.
В [Л. 6-17] показано, что изменение удельных потерь при изгибе зависит также от амплитуды магнитной индукции. Значения Δp/p1,7 составляют примерно 2∆p/3p1,5 % (рис. 6-16). Кривая намагничивания образцов текстурованной стали при изгибе с разными радиусами представлены на рис. 6-17. При изгибе пластин с радиусом 25 см значение ΔΗ/Η составляет 800% при В=1,5 тл и 300% при В=1,7 тл.
Увеличение потерь при изгибе связано не только с возрастанием гистерезисной составляющей, но и с увеличением потерь на вихревые токи (d=0,35 мм):
Возрастание потерь от вихревых токов при изгибе, так же, как и при сжимающих нагрузках, следует связать с разрушением магнитной текстуры. По данным
[Л. 6-16] при изгибе пластин с радиусом 54 см магнитострикция возрастает в 6 раз. Для горячекатаной электротехнической стали увеличение потерь и снижение проницаемости при изгибе в несколько раз меньше, чем для текстурованной стали. Ниже приводятся значения ∆p/p1,5, % и ΔΗ/Η1,5, %1, для пластин с разными радиусами изгиба для стали Э43А (d=0,35 мм):
Для образцов текстурованной стали разной толщины имеются следующие минимальные радиусы изгиба, при которых со снятием нагрузки еще получается восстановление магнитных свойств:
В [Л. 6-18] рассматривается случай одновременного изгиба и растяжения ленты, что имеет место при смотке и резке рулонов на автоматических линиях. Для стали М-6 толщиной 0,35 мм были установлены следующие значения r при разных растягивающих напряжениях, σρ, при которых еще не происходит увеличения удельных потерь:
Если изгиб полос производить с радиусами, при которых получается пластическая деформация, то после снятия нагрузки полосы оказываются в искривленном состоянии. Магнитные характеристики таких полос в принудительно выпрямленном состоянии будут уже ухудшены. Для примера приведем возрастание потерь для стали Э330А (d=0,35 мм).
Рис. 6-17. Кривые намагничивания пластин холоднокатаной текстурованной стали с разным радиусом изгиба.
В [Л. 6-19] изогнутые полосы с остаточной деформацией изгибались на первоначальный радиус в противоположную сторону и далее вновь перегибались с таким радиусом, чтобы стать прямыми. Оказалось, что при этом получается снижение удельных потерь p1,5/50 до 10% (для стали Э320, d=0,5 мм):
Проведенное автором совместно с М. А. Малыгиным изучение этого явления на образцах стали Э330А и М-6 показало, что снижение удельных потерь при изгибе с перегибом происходит только тогда, когда сталь обладает несовершенной магнитной текстурой. При такой легкой деформации образца получается уменьшение магнитострикции, что говорит о наведении магнитной текстуры в стали, за счет чего и происходит снижение удельных потерь. В образцах с малой магнитострикцией (λs=(1-2) X 10-6) от изгиба образца с дальнейшим перегибом получается только увеличение удельных потерь.
