اندازه گيري تنش در نمونه فولاد كربني با تحليل نويزهاي مغناطيسي بارك هاوزن

Stress Measurement on Carbon Steel Specimen by Consideration of Magnetic-Barkhausen-Noise

تنش‌هـاي پسـماند ايجاد شده در فرآيندهاي ساخت بر رفتار مكانيكي قطعات تاثير گذار بوده و مي‌تواند موجب از كارافتـادگي زود هنگام قطعـات صنعتي گردد. توسعه روش‌هاي تجربي جهت تخمين تنش‌هاي وارد بر قطعات از موضوعات مورد توجه محققان مي‌باشد. در اين مقاله روشي براي تخمين تنش سطحي مواد مغناطيسي مانند فولادهاي كربني، بر اساس اندازه‌گيري گسيل‌هاي مغناطيسي بارك‌هاوزن ارائه شده است. حركت ديواره‌هاي مغناطيسي متغيير در يك قطعه داراي تنش منجر به توليد يك سري ميدان‌هاي مغناطيسي ريز به نام نويز مغناطيسي بارك‌هاوزن مي‌شود كه وابسته به مقدار و جهت تنش در قطعه مي‌باشد. در پژوهش انجام شده، دستگاه اندازه‌گيري تنش با روش مغناطيسي بارك‌هاوزن به طور كامل طراحي و ساخته شده و با اجراي تست‌هاي تجربي يك منحني كاليبراسيون خطي براي تخمين تنش در نمونه‌هاي فولاد كربني مورد بررسي استخراج شده است. در ادامه نتايج تخمين تنش در يك قطعه كه با استفاده از منحني كاليبراسيون بدست آمده با مقادير مواقعي مقايسه گرديده است. طبق نتايج داده‌هاي حاصل از اين پژوهش با دقت قابل قبول مي‌تواند راهكار مناسبي براي مقايسه و اندازه‌گيري غير مخرب و سريع خصوصيات شميايي، فيزيكي و مكانيكي نظير سطح تنش در قطعات فولاد كربني باشد.

In general, all manufacturing processes introduce residual stresses in the manufactured component. Residual stresses affect the design and fabrication of engineering structures, and their field service. So, for structural integrity studies, improvement and development of experimental procedures to determine the residual stresses were be considered by many researcher. In this study, design and prototyping of an appropriate system for non-detective residual stresses evaluation by considering of magnetic-Barkhausen noise were be present. The magnetic-Barkhausen noise analysis used in ferromagnetic materials is based on analysis of rapid irreversible magnetization changes called Barkhausen jumps. Developed system were used to obtained noise voltage level on some loaded carbon steel specimen. The magnetic-Barkhausen noise were dependent to stresses magnitude and direction on the specimen. By this, an appropriate relation for calculation of the stresses from measured voltage were be obtained. Relation coefficient were be corrected by presented calibration procedure. According to obtained results, the magnetic-Barkhausen noise techniques is capable to evaluation of some chemical, physical and mechanical character like residual stress on the industrial component.