Искажение магнитных полей вблизи стальных конструкций. Моделирование

Мария Сергеевна Емельянова; Виталий Васильевич Муравьев; Павел Александрович Шихарев

doi:10.22213/2413-1172-2024-2-76-86

Авторы

М. С. Емельянова ИжГТУ имени М. Т. Калашникова
В. В. Муравьев ИжГТУ имени М. Т. Калашникова; УдмФИЦ УРО РАН
П. А. Шихарев ИжГТУ имени М. Т. Калашникова

DOI:

https://doi.org/10.22213/2413-1172-2024-2-76-86

Ключевые слова:

моделирование, строительная арматура, стальные конструкции, магнитное поле

Аннотация

Рассмотрены естественные вариации магнитного поля Земли и его техногенные искажения. Проанализированы действующие в Российской Федерации правила и нормы пребывания и проживания в местах с искажением магнитного поля Земли. Рассмотрены существующие методики устранения искаженных магнитных полей внутри жилых и рабочих помещений. Проведено моделирование искажений магнитного поля Земли строительными материалами и показано влияние их расположения в пространстве на общую картину результирующего магнитного поля. Для моделирования влияния арматуры железобетонных конструкций на результирующее магнитное поле использовано 6 моделей расположения арматурных прутков и их групп: по одному арматурному прутку, намагниченному против магнитного поля Земли и вдоль поля Земли; по 4 арматурных прутка, намагниченных против магнитного поля Земли и намагниченных чередующимся образом; простейшая модель жилого сооружения или общественного здания с 36 арматурными прутками, намагниченными против магнитного поля Земли и с 36 разнонаправленно намагниченными прутками. Возле модели прутка с намагничиваем вдоль магнитного поля Земли имеются гипогеомагнитные поля. Возле моделей арматурного прутка и четырех арматурных прутков, намагниченных против магнитного поля Земли, нет гипогеомагнитных зон и смены направления векторов напряженности магнитного поля, однако прослеживаются сильные увеличения результирующего магнитного поля - в 500 раз и более. Возле моделей с 4 арматурными прутками, намагниченными чередующимся образом, имеются наиболее опасные нулевые значения напряженности магнитного поля на расстоянии 1 м. Внутри модели с 36 арматурными прутками имеется гипогеомагнитное поле в самом центре модели и смена направления векторов напряженности магнитного поля. Возле модели с 36 разнонаправленно намагниченными прутками наблюдается более ровное результирующее магнитное поле без резких изменений его направления и значения по модулю. Предложены способы устранения магнитнопатогенных зон на стадиях монтажа и строительства сооружений, имеющих в своей конструкции ферромагнитные материалы.

Биографии авторов

М. С. Емельянова, ИжГТУ имени М. Т. Калашникова

старший преподаватель кафедры приборов и методов измерений, контроля, диагностики

В. В. Муравьев, ИжГТУ имени М. Т. Калашникова; УдмФИЦ УРО РАН

доктор технических наук, профессор

П. А. Шихарев, ИжГТУ имени М. Т. Калашникова

аспирант

Библиографические ссылки

Структура магнитоградиентных измерительных систем / А. К. Волковицкий, Д. А. Гольдин, Е. В. Каршаков, Б. В. Павлов // Датчики и системы. 2018. № 8-9(228). С. 27-32.

Контрольно-измерительное устройство для управления магнитным полем катушек Гельмгольца / Е. Н. Блажкова, В. В. Бадашев, П. В. Кременской, М. С. Чумаков, А. В. Реков, О. Р. Сторчак // Инженерный вестник Дона. 2022. № 1 (85). С. 161-167.

Желамский М. В. Магнитный датчик положения и ориентации с шестью степенями свободы для управления подвижными объектами // Мехатроника, автоматизация, управление. 2011. № 6. С. 75-78.

Титов Е. В., Сошников А. А., Мигалев И. Е. Автоматизация выбора защитных мероприятий по обеспечению электромагнитной безопасности // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. 2020. № 5(187). С. 166-175.

Гипомагнитные условия: способы моделирования и оценка воздействия / А. А. Артамонов, М. К. Карташова, Е. В. Плотников, Н. А. Константинова // Медицина экстремальных ситуаций. 2019. Т. 21, № 3. С. 357-370.

Lomaev G.V., Vasil’ev M.Yu., Konogorova D.V. (2001) Three-components portable magnetometer with ferroprobe used bistable core made of amorphous of microwire.Russian Journal of Nondestructive Testing, 2001, no. 3, pp. 38-44.

Прищепов С. К., Власкин К. И., Ямилева З. М. Система стабилизации геомагнитного поля в заданном объеме // Экологические системы и приборы. 2013. № 3. С. 54-59.

Технологии восстановления геомагнитного поля (ГМП) в помещениях зданий и сооружений / Г. В. Ломаев, Ю. Г. Рябов, Д. С. Мурашова, Ю. В. Мышкин // Технология ЭМС. 2017. С. 26-34.

Сандомирский С. Г. Неразрушающий магнитный контроль физико-механических свойств ответственных крепежных компонентов из стали 30ХГСА // Контроль. Диагностика. 2020. № 4. С. 4-13. DOI: 10.14489/td.2020.04.pp.004-013

Сандомирский С. Г., Валько А. Л., Руденко С. П. Анализ возможности неразрушающего контроля толщины цементированного слоя стали 18ХГТ с использованием полюсного намагничивания // Контроль. Диагностика. 2020. Т. 23, № 9(267). С. 18-25. DOI: 10.14489/td.2020.09.pp.018-025

Пивоваров В. Ю., Гафарова В. А., Кузеев И. Р. Возможность дистанционного определения состояния конструкционных материалов объектов нефтегазовой отрасли // Нефтегазовое дело. 2022. Т. 20, № 3. С. 127-141. DOI: 10.17122/ngdelo-2022-3-127-141

Проблемы безопасности в жилых домах: гипогеомагнитное поле / А. А. Репин, Г. В. Ломаев, Ю. Г. Рябов, П. А. Шихарев // Стандарты и качество № 991, 2020. С. 102-107.

Берсеньев Е. Ю., Бинги В. Н., Васин А. Л. Гипомагнитные условия: риски нарушений регуляции сердечно-сосудистой системы (краткий обзор) // Пилотируемые полеты в космос. 2023. № 4(49). С. 122-133.

Толстой А. Д., Водопьянова А. А., Юдов А. Е. Воздействие различных уровней напряженности геомагнитного поля Земли на организм человека // Университетская наука. 2022. № 1(13). С. 173-175.

Влияние ослабленного магнитного поля Земли на органотипическую культуру тканей различного генеза / П. Н. Иванова, Е. С. Заломаева, С. В. Сурма [и др.] // Молекулярная медицина. 2021. Т. 19, № 4. С. 47-51. DOI: 10.29296/24999490-2021-04-08

Экранирование геомагнитного поля в многоэтажных жилых зданиях / А. М. Черных, А. Н. Борисейко, М. Л. Ковальчук, К. В. Гребенюков // Экология человека. 2010. № 6. С. 3-5.

Титов Е. В., Сошников А. А., Мигалев И. Е. Автоматизация выбора защитных мероприятий по обеспечению электромагнитной безопасности // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. 2020. № 5(187). С. 166-175.

Гипогеомагнитное поле в жилых и общественных зданиях / В. Е. Крийт, Ю. Н. Сладкова, О. В. Волчкова [и др.] // Гигиена и санитария. 2023. Т. 102, № 11. С. 1148-1153. DOI: 10.47470/0016-9900-2023-102-11-1148-1153

Реутов Ю. Я., Пудов В. И. Перспективы экспресс-анализа арматуры железобетонных конструкций // Diagnostics, Resource and Mechanics of Materials and Structures. 2023. № 6. С. 165-174. DOI: 10.17804/2410-9908.2023.6.165-174

Репин А. А., Рябов Ю. Г., Ломаев Г. В. Причины ослабления геомагнитного поля в многоэтажных зданиях // Стандарты и качество. 2020. № 995. С. 104-108.