نمونه پایان نامه ساخت و تولید: راهنمای نگارش و ایده پردازی
انتخاب موضوع و نگارش پایان نامه ارشد در رشته ساخت و تولید، گامی مهم در جهت اتمام تحصیلات و ورود به بازار کار است. برای نوشتن یک پایان نامه قوی و قابل قبول، باید به نکات و الزامات متعددی توجه کرد.
در این مقاله، به ارائه راهنمایی و ایده‌هایی برای نگارش نمونه پایان نامه ساخت و تولید می‌پردازیم.
مراحل نگارش پایان نامه:
انتخاب موضوع: اولین قدم در نگارش پایان نامه، انتخاب موضوع مناسب است. موضوع انتخابی باید از نوآوری، اهمیت، قابلیت اجرا و مرتبط بودن با زمینه تخصصی شما برخوردار باشد. برای انتخاب موضوع می‌توانید از منابع مختلفی مانند مقالات علمی، کتاب‌ها، پایان نامه‌های قبلی و وب سایت‌های تخصصی استفاده کنید.
بررسی منابع: پس از انتخاب موضوع، باید منابع موجود در آن زمینه را به طور کامل بررسی کنید. این منابع شامل مقالات علمی، کتاب‌ها، پایان نامه‌های قبلی و وب سایت‌های تخصصی هستند. بررسی منابع موجود به شما کمک می‌کند تا از چالش‌ها و فرصت‌های تحقیق در آن زمینه آگاه شوید.
طرح تحقیق: پس از بررسی منابع، باید طرح تحقیق خود را تدوین کنید. طرح تحقیق شامل مقدمه، بیان مسئله، سوالات پژوهشی، فرضیات، روش تحقیق، فهرست منابع و جدول زمانبندی است.
انجام پژوهش: پس از تدوین طرح تحقیق، باید پژوهش خود را بر اساس آن انجام دهید. این کار شامل جمع آوری اطلاعات، تجزیه و تحلیل داده‌ها و تدوین یافته‌ها است.
نگارش پایان نامه: پس از انجام پژوهش، باید یافته‌های خود را به صورت یک پایان نامه منسجم و دقیق به نگارش درآورید. پایان نامه باید شامل بخش‌های مختلفی مانند عنوان، چکیده، مقدمه، مرور ادبیات، روش تحقیق، یافته‌ها، بحث، نتیجه گیری و فهرست منابع باشد.
ایده‌هایی برای انتخاب موضوع پایان نامه:
- بهبود فرآیندهای تولید: می‌توانید موضوعی را انتخاب کنید که به بررسی راه‌های بهبود فرآیندهای تولید در یک صنعت خاص می‌پردازد.
- کاربرد روشهای جدید تولید: می‌توانید موضوعی را انتخاب کنید که به بررسی کاربرد روشهای جدید تولید، مانند چاپ سه بعدی یا رباتیک، در یک صنعت خاص می‌پردازد.
- مطالعه خواص مواد: می‌توانید موضوعی را انتخاب کنید که به مطالعه خواص مواد مختلف، مانند استحکام، سختی، چقرمگی و خستگی، می‌پردازد و تاثیر آنها را بر فرآیند تولید بررسی می‌کند.
- طراحی و تحلیل سیستم‌های تولیدی: می‌توانید موضوعی را انتخاب کنید که به طراحی و تحلیل سیستم‌های تولیدی مختلف، مانند خطوط مونتاژ یا سیستم‌های کنترل کیفیت، می‌پردازد.
- مدیریت زنجیره تامین: می‌توانید موضوعی را انتخاب کنید که به بررسی چالش‌ها و فرصت‌های مدیریت زنجیره تامین در یک صنعت خاص می‌پردازد.
نکات مهم:
- قبل از شروع نگارش پایان نامه، با استاد راهنمای خود مشورت کنید.
- از منابع معتبر و به روز استفاده کنید.
- از نگارش روان و صحیح فارسی استفاده کنید.
- به نکات نگارشی و ویرایشی توجه کنید.
- نمودارها و جداول را به طور دقیق و گویا ترسیم کنید.
- از زمان خود به طور بهینه استفاده کنید.
منابع:
- وب سایت دانشکده یا دانشگاه خود
- پایگاه‌های اطلاعاتی علمی مانند Google Scholar، ScienceDirect و JSTOR
- کتابخانه دانشگاه
- اساتید و دانشجویان رشته ساخت و تولید
با در نظر گرفتن این راهنمایی‌ها و ایده‌ها، می‌توانید یک نمونه پایان نامه ساخت و تولید قوی و قابل قبول بنویسید و از آن در جهت ارتقای سطح علمی و شغلی خود استفاده کنید.
توجه: این مقاله فقط یک راهنمای کلی است و ممکن است برای همه افراد مناسب نباشد. برای دریافت راهنمایی‌های دقیق‌تر، با استاد راهنمای خود مشورت کنید.
نمونه پایاننامه ساخت و تولید
چکیده…………………………………………………………………………………………………………………………………………………. 1
فصل اول: کلیات تحقیق
1-1- مقدمه………………………………………………………………………………………………………………………………………….3
1-2- فصل بندی مطالب……………………………………………………………………………………………………………………4
1-3- نحوه تشكيل تنش هاي پسماند………………………………………………………………………………………………..5
1-3-1- تشريح تنش پسماند در جوش……………………………………………………………………………………………………..6
1-3-2- روش هاي بهبود استحكام خستگي…………………………………………………………………………………………….9
1-4- روش هاي تنش زدايي و طبقه بندي آنها……………………………………………………………………………..10
1-4-1- تنش زدایی طبیعی…………………………………………………………………………………………………………………….12
1-4-2- تنش زدایی حرارتی………………………………………………………………………………………………………………….12
1-4-3- تنش زدایی ارتعاشي…………………………………………………………………………………………………………………16
1-4-4- روش اضافه باري…………………………………………………………………………………………………………………….17
1-4-5- روش ساچمه كاري………………………………………………………………………………………………………………….17
1-4-6- تنش زدایی جوش با ضربات آلتراسونيك (UIT)………………………………………………………………………..18
1-5- روش هاي اندازه گيري تنش هاي پسماند…………………………………………………………………………..19
1-5-1- روش سوراخ مركزي………………………………………………………………………………………………………………..24
1-5-2- روش پراش پرتو X…………………………………………………………………………………………………………….24
1-5-3- روش انحنا ولايه برداري…………………………………………………………………………………………………………….31
1-5-4- روش تفرق الكترون………………………………………………………………………………………………………………….31
1-5-5- روش تفرق نوترون……………………………………………………………………………………………………………………32
1-5-6- روش رهاسازي ترك………………………………………………………………………………………………………………..32
1-5-7- روش مغناطيسي………………………………………………………………………………………………………………………..33
1-5-8- روش ماورا صوتي…………………………………………………………………………………………………………………….33
فصل دوم: مروری بر تحقیقات آموزش انجام شده
2-1- مقدمه………………………………………………………………………………………………………………….36
2-2- مطالعات آموزش انجام شده در زمينه تنش زدايي و تنش هاي پسماند…………………………………………. 36
فصل سوم: روش تحقیق
3-1-مقدمه …………………………………………………………………………………………………………42 3-2- آماده سازي نمونه ها جهت جوشكاري……………………………………………………………………………… 42
3-3- فرآيند جوشكاري نمونه ها به روش TIG………………………………………………………………43
3-4- آماده سازي نمونه ها جهت تنش زدايي…………………………………………………………………..45
3-5- عمليات تنش زدايي حرارتي بر روي نمونه A…………………………………………………………46
3-6- عمليات تنش زدايي با ضربات آلتراسونيك………………………………………………………………………. 48
3-6-1- مكانيزم رفتار دستگاه UIT بر روي جوش……………………………………………………………………………….. 49
3-6-2- معرفي دستگاه UP-500………………………………………………………………………………………………………. 52
3-6-3- مشخصات دستگاه UP-500…………………………………………………………………………………………………. 55
3-6-4- عمليات تنش زدايي با ضربات آلتراسونيك برروي نمونه B……………………………………………………….. 55
3-7- نمونه بدون تنش زدايي (نمونه C)……………………………………………………………………………………… 56
3-8- اندازه گيري تنش پسماند به روش سوراخ مركزي……………………………………………………………. 56
3-8-1- مشخصات STRAIN GAUGE مورد استفاده……………………………………………………………………… 57
3-8-2- مراحل نصب STRAIN GAUGE برروي نمونه و ارتباط آن با دستگاه………………………………….. 58
3-8-3- ثبت داده ها توسط دستگاه HOLE DRILLING…………………………………………………………………. 62
3-9- اندازه گيري تنش پسماند به روش استاندارد پراش اشعه ایکس………………………………………. 63
3-9-1- آماده سازی نمونه ها جهت نصب در دستگاه XRD…………………………………………………………………. 63
3-9-2- معرفی دستگاه اندازه گیری تنش پسماند به روش استاندارد پراش اشعه ایکس……………………………… 64
3-9-3- ثبت داده ها توسط دستگاه XRD…………………………………………………………………………………………… 66
فصل چهارم : نتایج
4-1- مقدمه……………………………………………………………………………………………………………………………………… 69
4-2- نتايج به دست آمده از روش HOLE DRILLING…………………………………………………………. 70
4-3- بررسي و تحليل نتايج به دست آمده از روش سوراخ مرکزی……………………………………………. 71
4-4- نتايج به دست آمده از روش استاندارد پراش اشعه ایکس………………………………………………… 72
4-5- بررسي و تحليل نتايج به دست آمده از روش استاندارد پراش اشعه ایکس……………………… 74
4-6- اعتبار بخشی نتايج به دست آمده از روش سوراخ مرکزی با استفاده از روش استاندارد پراش اشعه ایکس………………………………………………………………………………………………………………………………75
فصل پنجم: جمع بندی و پیشنهادات
5-1- مقدمه……………………………………………………………………………………………………………………………………… 77
5-2- جمع بندي مطالب……………………………………………………………………………………………………………….. 77
5-3- پيشنهادات………………………………………………………………………………………………………………………………. 79
فهرست جدول ها
جدول 3-1- مقایسه ZONE های تعریف شده پس از عملیات UP………………………………………….. 64
جدول 3-2- مشخصات دستگاه XRD………………………………………………………………………………………… 79
جدول 4-1- نتایج حاصل و مقدار تنش موجود در نمونه هایA ، B و C………………………………….84
فهرست شکل¬ها
شکل 1-1- طبقه بندی انواع روشهای جوشکاری و تنش¬زدایی…………………………………………………. 10
شکل 1-2- طبقه بندی انواع روشهای تنش¬زدایی………………………………………………………………………… 11
شکل 1-3- مراحل عملیات حرارتی بر حسب دما،زمان……………………………………………………………… 13
شکل 1-4- آموزش انجام عملیات حرارتی برروی لوله……………………………………………………………….. 14
شکل 1-5- امتداد ترکهای ريز از سطح قطعه به سمت مرکز قطعه…………………………………………15
شکل 1-6- تغییر شکل یا اعوجاج در اثر تغيير حجم حاصله از دگرگونی فازها…………………….15
شکل 1-7- فرآیند ساچمه زنی و تاثیر آن بر روی قطعه…………………………………………………… 18
شکل 1-8- نحوه نصب کرنش¬سنج برروی نمونه و شرایط آن قبل از سوراخ شدن……………….. 20
شکل 1-9- وضعیت تنش در قطعه پس از ایجاد سوراخ کامل………………………………………….. 21
شکل 1-10- ترتیب قرار گرفتن گیج ها برای اندازه گیری تنش پسماند………………………………..22
شکل 1-11- نمونه اي از دستگاه HOLE DRILLING………………………………………………..24
شکل 1-12- روش لاوه در شبکه وارون……………………………………………………………………….. 25
شکل 1-13- روش لاوه در حالت انعکاسی……………………………………………………………………. 25
شکل 1-14- روش لاوه در حالت عبوری……………………………………………………………………… 26
شکل 1-15- روش کریستال چرخان…………………………………………………………………………….. 26
شکل 1-16- پیکربندی XRD در حالت پودری……………………………………………………………. 27
شکل 1-17- محور‌های دوران پویش ω وΦ…………………………………………………………………….28
شکل 1-18- تاثیر تنش پسماند بر شکل منحنی پراش………………………………………………………. 29
شکل 1-19- تاثیر وجود تنش پسماند در جابجایی قله منحنی پراش…………………………………. 30
شکل 1-20- شرایط تنش صفحه ای و نمایش زوایای مختلف در پراش اشعهX……………………30
شکل 1-21- گونه های متفاوت اعمال شده در روش پرتو شدید X…………………………………….32
شکل 3-1- شمای کلی فرآیند جوشکاری به روش TIG……………………………………………………44
شکل 3-2- نمونه جوشکاری شده با استفاده از جوش آرگن ……………………………………………..45
شکل 3-3- نحوه قرارگیری المنتهای دستگاه تنش زدایی…………………………………………………….47
شکل 3-4- مكانيزم و رفتار دستگاه تنش زدايي آلتراسونيك ……………………………………………….50
شکل 3-5- بهبود خواص مکانیکی پس از استفاده از فرایند UP ………………………………………..51
شکل 3-6- ژنراتور دستگاه آلتراسونيك……………………………………………………………………………53
شکل 3-7- ابزار انتقال دهنده در دستگاه تنش زدايي آلتراسونيك…………………………………………54
شکل 3-8- سر هاي مربوط به دستگاه تنش زدايي آلتراسونيك……………………………………………54
شکل 3-9- نمونه تنش زدایی شده با استفاده از ضربات آلتراسونیک…………………………………….56
شکل 3-10- شماتیک کرنش سنج مورد استفاده…………………………………………………………………58
شکل 3-11- کرنش سنج نصب شده بر روی نمونه جوشکاری شده…………………………………….59
شکل 3-12- اتصال سه کرنش سنج نصب شده بر روی نمونه…………………………………………….60
شکل 3-13- نمای کلی از دستگاه HOLE DRILLING……………………………………………….61
شکل 3-14-نمونه سوراخ شده در محلSTRAIN GAUGE پس از آموزش انجام عملیات…………..62
شکل 3-15- نمونهA وB جهت اندازه¬گیری تنش پسماند به روش پراش اشعه X…………………64
شکل 3-16- دستگاه مورد استفاده جهت اندازه گیری تنش پسماند………………………………………65
شکل 4-1- شرایط براگ در زاویه 95/136درجه برای نمونه تنش زدایی شده به روش حرارتی…………………………………………………………………………………………………………………………74
مراجع……………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 80
چکیده
یکی از مباحث مهم در زمینه جوشکاری در سازه های مهندسی بحث کاهش تنشهای پسماند در خطوط جوش و بهبود کیفی جوش است. تنشهای پسماند باعث کاهش حد تحمل بار، عمر اتصالات جوشی و تغییر فرم هایی در سازه های جوشکاری شده می گردند. هدف از این تحقیق بررسی تنشهای پسماند، در نمونه های تنش زدایی شده به دو روش حرارتی و آلتراسونیک می¬باشد. دراین تحقیق ابتدا دو ورق از جنس کربن استیل پس از آماده سازی و جوشکاری به سه قسمت مساوی تقسیم شده است. نمونه A به روش حرارتی و نمونه B با استفاده از ضربات آلتراسونیک تنش زدایی گردید. در مرحله بعد و پس از تنش زدایی دو نمونه A و B از روش سوراخ مرکزی جهت تعیین تنش پسماند هر یک از نمونه ها استفاده شد. نمونه C نیز نمونه دیگری است که برروی آن هیچ گونه عملیات تنش زدایی صورت نگرفته و مقدار تنش پسماند آن نیز با روش مذکور تعیین می گردد. پس از آن و در جهت اعتبار بخشی نتایج به دست آمده از روش سوراخ مرکزی، نمونه ها به روش پراش پرتو ایکس مورد آزمایش قرار گرفتند. نتایج نشان داد که تنش زدایی با استفاده از ضربات آلتراسونیک نسبت به تنش زدایی به روش حرارتی نتایج مطلوب تر و تنش های باقیمانده در نمونه B نیز کمتر می باشد.
واژه های کلیدی : تنش¬زدایی با ضربات آلتراسونیک، تنش¬زدایی حرارتی، روش سوراخ مرکزی، استاندارد پراش اشعه ایکس.
فصل اول
کلیات تحقیق
1-1) مقدمه
اغلب سازه ها در صنعت، از قطعـــات مختلفي كه توسط فرآيند هايي مثل ريخته گـري، آهنگــــري، نورد، ماشينكاري، جوشكاري و…. توليد شده اند، تشكيل شده اند كه با كمك فرآيند هاي گوناگوني به يكديگر متصل مي شوند. روش هاي مختلف اتصال را ميتوان بر اساس فرآيند هاي عملي و علمي به گروه هاي زير طبقه بندي كرد:
• اتصال هاي مكـانيكــــي (پيچ، پرچ، ميخ، پين و…)
• اتصال هاي متالوژيكي (جوشكاري، لحيم كاري و…)
• اتصـال هاي شيميايــــي (چسب هاي آلي و معدني)
هر يك از اين اتصالات با توجه به وظايفي كه بر عهده دارند در يكي از دسته هاي زير قرار مي گيرند:
• اتصالات موقت مانندپيچ و مهره، پين و…
• اتصالات نيمه موقت مانند پرچ، لحيم كاري نرم و بعضي از چسب ها
• اتصالات دائمي مانند فرآيند هاي جوشكاري، لحيم كاري سخت و اغلب چسب ها با واكنش هاي شيميايي
فرآيند هاي جوشكاري به عنوان فرآيند هايي جهت ايجاد پيوستگي مولكولي بين دو يا چند قطعه فلزي كه حداقل يكي از آنها در اثر حرارت، ذوب موضعي شده يا به حالت خميري در آمده باشد، براي هر دو منظورساخت قطعات اوليه و نيز اتصال آنها داراي كاربرد وسيعي در جوامع صنعتي است. صرفه اقتصادي اين اتصالات در مقايسه با ديگر اتصالات به لحاظ طول عمر بيشتر و نيز اطمينان خاطري كه به دليل استفاده از مواد مشابه با ماده اصلي ايجاد مي كند، برخي از دلايل ارجحيت اين فرآيند است]1 [.
از جمله فرايندهايي كه پس از آموزش انجام جوشکاری و به عبارتی در قطعات جوشکاری شده مد نظر قرار می گیرد تنش های پسماند می باشد كه به علت گرم و سرد شدنهاي متوالي جوش و مناطق نزديك آن و عدم امكان جابجايي در بعضي جهات، تنشهاي پسماند داخلي در جوش و مناطق مجاور آن بوجود مي آيد.
تنش پسماند تنشي است كه بر اثر آموزش انجام عمليات خاص نظیر جوشکاری در جسم باقي مي‌ماند و در حالي كه جسم تحت هيچ بارگذاري خارجي نيست نيز وجود دارد]19[
تنش زدایی یا تنش گیری که در اصطلاح به آن PWHT یا عملیات پسگرم نیز می‌گویند فرآیندی است، جهت از بین بردن تنش های موجود که در عملیات و فرآیند تولید به وجود آمده است. روشهای مختلفی برای از بین بردن تنش های پسماند در نمونه های جوشکاری شده وجود دارد که از جمله آنها می توان به روش حرارتی و روش آلتراسونیک اشاره نمود.]16[
تکنیکهای متفاوتـی برای اندازه گیـری تنش پسماند وجود دارد که برای اندازه گیـری در هر روش به وسایل خاصی نیاز می باشد.
1-2) فصل بندی مطالب
با توجه به مطالب اشاره شده و موضوع پایاننامه تحت عنوان بررسي تنش هاي پسماند، در نمونه هاي جوشكاري شده به روش حرارتی و آلتراسونیک مطالب به چند فصل تقسیم بندی خواهند شد که در ادامه به توضیح هر یک از آنها خواهیم پرداخت.
در این فصل ابتدا به معرفی انواع روش های تنش زدایی اشاره خواهیم کرد. پس از آن انواع روش های اندازه گیری تنش های پسماند را توضیح خواهیم داد.
فصل دوم مربوط به پیشینه پژوهشی و مروری بر تحقیقات آموزش انجام شده خواهد بود، بداین ترتیب که ابتدا به مطالعات آموزش انجام شده در زمینه تنش زدایی جوش اشاره خواهد نمود. مطالعات صورت گرفته در این بخش شامل دو قسمت عمده یعنی تنش زدایی جوش با ضربات آلتراسونیک و تنش زدایی حرارتی می باشد که در فصل مربوطه به تشریح آن خواهیم پرداخت. در ادامه فصل دوم نیز به مطالعات صورت گرفته در زمینه اندازه گیری تنش های پسماند به روش سوراخ مرکزی وروش استاندارد پراش اشعه ایکس اشاره خواهد شد.
فصل سوم مربوط به روش تحقیق شامل روش مورد استفاده جهت جوشکاری نمونه های مورد نظر و پارمترهای در نظر گرفته شده در حین فرآیند جوشکاری، معرفی دستگاه تنش زدایی در دو روش حرارتی و آلتراسونیک، نحوه آماده سازی نمونه ها جهت آموزش انجام تنش زدایی به روش حرارتی و آلتراسونیک، شرایط نمونـه و آماده سازی آن جهت اندازه گیـری تنش پسماند به روش سوراخ مرکزی و روش استاندارد پراش اشعه ایکس می باشد.
فصل چهارم به بررسی نتایج به دست آمده از روش سوراخ مرکزی، روش استاندارد پراش اشعه ایکس و همچنین مقدار تنش های پسماند موجود در هریک از نمونه ها خواهیم پرداخت.
فصل پنجم نیز به جمع بندی مطالب و پیشنهادات ارائه شده در زمینه تنش زدایی جوش و تنش های پسماند خواهد پرداخت.
1-3) نحوه تشکیل تنش های پسماند
همانطور که گفته شد تنش پسماند تنشي است كه بر اثر آموزش انجام عمليات خاصي در جسم باقي مي‌مانند و در حالي كه جسم تحت هيچ بارگذاري خارجي نيست نيز وجود دارد. طبيعت تنش پسماند به گونه اي است که در مقابل هر تنش كششي تنش فشاري نيز بايد وجود داشته باشد، به گونه‌اي كه جسم در حالت تعادل باقي بماند كه به اين حالت، حالت خود تعادلي مي گويند.
علت اينكه شناسايي چنين تنشهايي براي ما مهم است اين است كه وقتي جسم تحت تنش خارجي قرار مي‌گيرد، اين تنش خارجي به تنش پسماند موجود افزوده مي‌شود. پس اگر در منطقه‌اي تنش پسماند كششي داشته باشيم و بارگذاري ما نيز تنش كششي باشد سطح تنش در آن منطقه بالاتر از آنچه كه تنها با لحاظ تنش كششي خارجي بدست مي‌آيد خواهد بود. لذا در صورتي كه تنش كششي پسماند داخلي را در نظر نگيريم و قطعه را تنها براساس تنش اعمالي خارجي طراحي مي‌كنيم ممكن است در اثر تنشهاي پسماند خارجي تنش در قطعه از حد تسليم آن بالاتر رفته و باعث شكست آن گردد.
يكي از فرايندهايي كه باعث ايجاد تنش پسماند در سازه‌ها مي‌گردد جوشكاري است كه به علت گرم و سرد شدنهاي متوالي جوش و مناطق نزديك جوش و عدم امكان جابجايي در بعضي جهات، تنشهاي پسماند داخلي در جوش و مناطق مجاور آن بوجود مي آيد.
مقدار انبساط و تغيير شكل جسم در مقابل گرما متناسب با درجه حرارت مي‌باشد. اصولاً با افزايش درجه حرارت تا نقطه ذوب فلز شاهد انبساط در آنها خواهيم بود. حال هنگامي كه در نقطه‌اي از جسم درجه حرارت به طور موضعي افزايش يابد دراطراف آن يك شيب حرارتي بوجود مي‌آيد كه مي‌خواهد باعث تغيير شكل و انبساط نقطه‌اي كه دماي آن افزايش پيدا كرده است بشود، ولي از اطراف توسط فلزي كه اين نقطه را احاطه كرده‌اند و ميل به تغيير شكل ندارند با تغيير شكل اين نقطه مقابله مي‌شود، لذا مناطق نزديك اين نقطه تحت تنش فشاري قرار مي‌گيرند و در صورتي كه تنش فشاري موجود از حد تسليم بيشتر شود باعث تغيير شكل پلاستيك اين منطقه مي‌شود. در حين سرد شدن منطقه‌اي كه گرم شده بود شاهد انقباض موضعي خواهيم بود كه باعث ايجاد تنش كششي در مجـاورت اين نقطه در حـــد تنش تسليم فلز خواهد بود.]19[
1-3-1 ) تشريح تنش پسماند در جوش
اگر بخواهيم تشكيل تنش پسماند در جوش را توضيح بدهيم می توان مدل زير را تشریح نمود :
سه ميله یک، دو و سه را در نظر بگيريد كه توسط صفحات صلب چهار و پنج از دو طرف محدود شده‌اند. با گرم شدن ميله دو اگر دماي آن به اندازه ∆T افزايش يابد اين ميله در حالت آزاد به اندازه αlΔT افزايش طول پيدا مي کند ولي ميله‌هاي یک و سه چون تغيير دمايي نداشته‌اند در مقابل تغيير طول مقاومت مي‌كنند، لذا تنشي در آنها القا مي‌شود كه كششي است و عكس‌العمل اين تنش به ميله دو وارد مي‌شود كه تنش فشاري است لذا به اين ترتيب با گرم شدن ميله دو در ميله‌هاي یک وسه تنش كششي و در ميله دو تنش فشاري خواهيم داشت.
در جوش نيز چنين حالتي را خواهيم داشت. البته در بحث راجع به تنشهاي تسليم جوش به اين نكته نيز بايد توجه داشته باشيم كه تنش تسليم فولادها با افزايش درجه حرارت كاهش مي‌يابد.
در نظر بگيريد كه يك اتصال جوشي بين دو ورق بزرگ بوجود آمده و در منطقه‌اي نواري شكل در فاصله مشخصي از مركز جوش مورد بررسي مي‌باشد فرض مي‌شود كه نوار مورد بررسي در جهت طولي خود كاملاً مهار شده و تغيير شكلي در اين جهت ندارد. قبل از گرم كردن، نوار فاقد تنش می باشد. در حين گرم كردن، اين نوار متمايل به انبساط بوده و ليكن توسط محيط (فلز) اطراف خود كه درجه حرارت پايين‌تري دارد از انبساط آن ممانعت مي شود و در نتيجه تحت تاثير تنشهاي فشاري قرار مي‌گيرد. تغيير شكل در نوار در ابتدا الاستيك بوده و با افزايش درجه حرارت افزايش يافته و در درجه حرارت T1 تغيير شكل پلاستيكي شروع مي‌شود. با افزايش درجه حرارت ميزان تنش تسليم جسم كاهش يافته و تغيير شكل پلاستيكي نوار افزايش مي‌يابد. چنانچه T2 حداكثر درجه حرارتي باشد كه در نوار اعمال مي‌شود، تغيير شكل پلاستيكي فشاري ادامه خواهد يافت. در هنگام سرد شدن، نوار مورد بررسي تمايل به انقباض داشته كه منجر به كاهش سطح تنشها در آن مي‌شود. كاهش سطح تنشها در اين حالت منجر به تغيير شكل الاستيكي(مشابه باربرداري در نمونه‌هاي تحت آزمايش كشش) شده كه با توجه به درجه حرارت نوار ادامه خواهد داشت. در درجه حرارت T3 سطح تنشها در نوار در سطح تنش تسليم فلز در اين درجه حرارت خواهد شد. با كاهش بيشتر درجه حرارت، تنش تسليم (و در نتيجه سطح تنشها در نوار) افزايش يافته و تغيير شكل پلاستيكي (كششي) در نوار بوجود مي‌آيد. نتيجتاً اينكه سيكل حرارتي فوق‌الذكر منجر به ايجاد تنشهاي پسماندي در سطح تنش تسليم فلز در نوار فوق‌الذكر خواهد شد. با استفاده از مدل فوق الذكر ميتوان سطح تنش پسماند جوشي را در نقاط مختلف اطراف منطقه جوش بدست آورد.
چنانچه درجه حرارت حاصله در نقطه بررسي پايين‌تر از T1 باشد، تنها تغيير شكل الاستيكي در آن نقطه بوجود مي‌آيد. براي فولادهاي جوشي اين درجه حرارت بين 300-150 درجه سانتيگراد مي‌باشد. در درجه حرارت بين T1 و T4 سطح تنشهاي پسماند پايين‌تر از تنش تسليم جسم بوده و چنانچه درجه حرارت نقطه مورد بررسي از T4 بيشتر شود، تنشهاي پسماند در سطح تنش تسليم فلز خواهد بود.
از بررسي فوق‌الذكر نتيجه مي‌شود كه تنشهاي پسماند جوشي در جهت موازي با جهت جوش در فلز جوش و نواحي نزديك به آن از نوع كششي و در حد تنش تسليم فلز بوده و با افزايش فاصله از مركز جوش سطح اين تنشها كاهش مي‌يابد. به جهت اصل خود تعادلي براي اينگونه تنشها، لزوماً بايد تنشهاي فشاري نيز جهت بالانس كردن آنها در مناطق مجاور بوجود آيند.
تشكيل تنشهاي جوشي ناشي از كرنشهاي حرارتي بوده كه بواسطه گرم و سرد شدن موضعي و غيريكنواخت در محل حوضچه جوش و اطراف آن و ممانعت محيط (فلز) اطراف ايجاد مي‌شوند. اين كرنشها در منطقه جوش و مجاور نزديك آن، كرنش پلاستيكي بوده كه هم در حين گرم شدن و هم در حين سرد شدن بوجود مي‌آيند. منطقه‌اي كه در آن كرنشهاي حرارتي ايجاد مي‌شود كم يا بيش توسط محيط (فلز) اطراف خود مهار يا ممانعت مي‌شود. چنانچه قطعه كار آزاد بوده و به قطعات ديگر متصل نباشد، اين نوع مهار از نوع مهار اوليه بوده چنانچه قطعه كار بنوبه خود به قطعات ديگر متصل باشد، درجه مهار بالاتر بوده و مهار ثانويه نيز در شكل‌گيري تنشهاي پسماند دخيل خواهد بود. بنابراين سطح و توزيع تنشهاي پسماند جوشي بستگـي به مهار اوليه (ناشي از نوع اتصــال جوشي) و مهـار ثانويــه ( ناشـي از ابعاد كلـي قطعــــه و نحـوه درگيري آن ) دارد. بـــراي تنشـهـاي پسمــاند طولي مهار اوليه قوياً تعيين كننده بوده و مهار ثانويه اثر كمي دارد.
لازم به توضيح است كه در قسمتهاي ابتدايي وانتهايي يك جوش طولي تنشهاي پسماند طولي به سرعت كاهش يافته و به صفر مي‌رسند. به عنوان يك قاعده سرانگشتــي ميتوان اظهار نمود كه تنشهاي طولـي در يك جوش از فاصله 150mm دو سر جوش شروع به كاهـش نموده و در دو انتها به صفر مي‌رسند. چــــنانچه طول جوشي بيش از 300mm باشد در وســــط آن سطح تنشهاي پسماند جوشي در حد تنش تســليم فلز خواهد بود. يك اتصال جوشي در جهت عرضي ( عمود بر جهت جوشكاري ) نيز منقبـــض شده كه منجــر به ايجاد تنشهاي پسماند عرضي مي‌شود. اصول ايجاد اين تنشها نظير تنشهاي طولي بوده با اين تفاوت كه مهار اوليه در شكل‌گيري آنها كمتر مؤثر بوده و مهار ثانويه مهم مي‌باشد. در قسمت مياني جوش، تنشها از نوع كششي بوده و در قسمتهاي انتهايي تنشهاي فشاري به جهت بالانس كردن تنشهاي كششي ايجاد شده‌اند. حداكثر سطح تنشهاي عرضي به واسطه مهار اوليه در حدود 25% ميزان تنش تسليم فلز مي‌باشد. چنانچه قطعه كار در جهت عرضي مهار شده باشد، ممانعت ثانويه ايجاد شده كه بسته به درجه مهار منجر به افزايش سطح اين تنشها مي‌شود.
تنشهاي پسماند جوشي همچنين مي‌توانند در جهت ضخامت نيز به وجود آيند. در مقاطع نازك (كمتر از 30mm) سطح اين تنشها در جهت ضخامت ناچيز و قابل صرفنظر كردن مي‌باشد، ليكن براي مقاطع ضخيم‌تر سطح اين تنشها مي‌تواند در سطح تنش تسليم فلز بوده و توزيع پيچيده‌اي همراه داشته باشد. بنابراين، بطور كلي تنشهاي پسماند جوشي، كم يا بيش سه بعدي بوده، به ويژه اينكه اتصال جوشي در سه جهت عمود به هم مهار شده باشد.
تنشهاي پسماند جوشي معمولاً روي خواص استحكامي استاتيكي قطعه و يا شكست پلاستيكي آن اثر قابل توجهي نداشته و ليكن چنانچه خواص سمجي جوش پايين باشد، امكان ترك خوردگي وجود داشته و اين تنشها مي‌توانند به تنهايي باعث شكست موضعي يا كامل قطعه شوند. بي‌مناسبت نخواهد بود چنانچه اشاره شود كه در بعضي از سوانح بزرگ در سازه‌هاي جوشي (ريزش كامل پلهاي فلزي و يا دونيم شدن كشتيهاي توليد شده با اتصالات جوشي) تنشهاي پسماند جوشي مهمترين عامل سانحه بوده‌اند. تنشهاي پسماند (طولي) جوشي در اتصالات نازك فلزي مي‌توانند منجر به كمانش پوسته سازه شوند. تنشهاي پسماند جوشي همچنين مي‌توانند موجب كاهش خواص استحكام و خستگي اتصالات مربوطه شده و در اين رابطه بهتر است كه طول مسير جوش حداقل بوده و اتصال جوشي طوري طراحي شود كه در محلهاي دور از محلهاي مركز تنش و يا حتي‌المقدور در محلهايي با تنشهاي فشاري قرار گيرد.]16[
1-3-2 ) روشهای بهبود استحکام خستگی
بطور اخص در جوشکاری یک قطعه کار در ناحیه محدود به نقطه ذوب و به محض اینکه قوس الکتریکی از نقطه حرارت دیده دور شود درجه حرارت آن نقطه به سرعت پایین می آید که این به علت قابلیت هدایت حرارتی زیاد قطعه کار، دور شدن سریع منبع حرارت زا و کوچکی حجم حوضچه مذاب است. این شرایط از انقباض یک فلز جلوگیری می کند و باعث بروز تنشهای باقیمانده در قطعه کارمی شود.
بسته به نوع و مقدار تنش باقی مانده، این تنش می تواند برای استحکام ساختار مفید ویا مضر باشد و از آنجاییکه نوع تنش معمولاً به راحتی قابل تشخیص نمی باشد بهتر است که هیچ تنش باقیمانده ای در ساختار باقی نماند و باید قبل از کاربری قطعه این تنشها آزاد و یا در کل قطعه توزیع شوند که این فرآیند را تنش گیری گویند.
تنش گیری قطعات و سازه های فلزی عمدتاً به دو دلیل زیر آموزش انجام می شود :
• تنش گیری برای اصلاح ساختار فلز که لزوماً به روش حرارتی آموزش انجام می شود.
• تنش گیری برای حفظ پایداری و ثبات ابعادی قطعه که به روش های مکانیکی قابل آموزش انجام است.
روشهايي كه براي بهبود استحكام خستگي وجود دارند و پس از جوشكاري آموزش انجام مي شوند به دو گروه اصلي مي توان تقسيم نمود :
1) روشهاي اصلاح هندسه جوش.
2) روشهاي بهبود شرايط تنشهاي پسماند.
گروه اول عيوب موجود در پاشنه جوش را حذف مي كنند و همچنين از ميزان تمركز تنش مي كاهند. در روش دوم تنشهاي فشاري را در مواضعي از جوش كه ترك هاي خستگي مستعد به شكل گيري هستند ايجاد مي كنند.]16[
1-4) روش های تنش زدایی و طبقه بندی آنها
در منابع مختلف روشهای گوناگونی برای تقسیم بندی تنش های پسماند تعریف می شود.
مطابق شکل 1- 1 انواع روشهای جوشكاري و تنش زدایی را بصورت زیر می توان تقسیم بندی نمود :
شكل 1-1 : طبقه بندي انواع روش هاي جوشكاري و تنش زدايي ]16[
در شکل 1-2 تقسیم بندی انواع روش های تنش زدایی نشان داده شده است.
شکل 1-2 : طبقه بندی انواع روش های تنش زدایی
برخی از مهمترین روشهایی که در تقسیم بندی بالا به آنها اشاره شده است و در ادامه به بررســــی و شناخت هر یک از آنها می پردازیم عبارت است از:
• تنش زدایی طبیعی NSR
• تنش زدايي حرارتي TSR
• تنش زدايي ارتعاشي VSR
• اضافه باریOVER LOADING
• ساچمه کاری SHOT PEENING
• تنش زدایی با ضربات آلتراسونیک UIT
1-4-1) تنش زدایی طبیعی
در روش تنش زدايي طبيعي قطعات به مدت طولاني(حدوداً يکسال) در فضاي باز قرار مي‌گيرد. اختلاف دما در طول شبانه روز و همچنين در فصول مختلف باعث ايجاد تنشهاي حرارتي بصورت نوساني گشته و در نهايت تنش پسماند کاهش مي‌يابد.
1-4-2) تنش زدایی حرارتی
تنش زدایی حرارتی یکی از مهمترین و شناخته شده ترین روشهای آزادسازی تنشهای پسماند است و بطور کلی فرآیندی است که در آن بایستی از دمای 1A در زمان حداقل1T به دمای 2A رسیده و به مدت 2T در همان دمای 2A قطعه را نگهداری نمود و در زمان حداقل 3T به دمای 1A بازگشت. انتخاب روش اصولی فرآیند کنترلی کمک شایانی به اصولی طی شدن روند تنش گیری می کند. ]1[
به طور کلی روند عملیات حرارتی بصورت منحنی زیر و در سه قسمت شکل می گیرد :
• گرم کردن
• نگهداری در دمایی مشخص
• سرد کردن
شکل 1-3 مراحل عملیات حرارتی یر حسب دما – زمان را نشان می دهد :
شکل 1-3 : مراحل آموزش انجام تنش زدایی به روش حرارتی ]14 [
اساساً روشهای مختلف تنش زدايي به دليل مشکلات ناشی از تنش گيری حرارتی ايجا د و توسعه يافته است. در اينجا سعی خواهيم داشت تا با دسته بندی و تشريح مشکلات، محدوديتها و همچنين گستره کاربرد عمليات حرارتی شمای دقيقتـــری از کاربرد روشهای تنش گيري نظیر تنش گیری با ضربات آلتراسونیک را که در ادامه به آنها اشاره خواهد شد ارايه دهيم.
معایب و محدودیتهای تنش زدایی حرارتی :
بنابراين اين بخش شامل دو قسمت اصلی خواهد بود. اين دو قسمت عبارتند از:
الف) معايب
ب) محدوديتها
الف) معايب عمليات حرارتی
از آنجاييکه مواد بر اثر حرارت دچار تغيير در خواص ذاتی خود شامل خواص متالورژيکی و مکانيکی می گردند، بنابراين ممکن است تحت شرايطی که بر آنها حاکم می گردد، رفتاری متناسب با ويژگيهای جديد ارايه دهند. در اين حالت با بالا بردن دمای قطعه تا آنجاييکه تنش تسليم ماده مورد نظر در آن دما بسيار پايين باشد بخش اعظمی از ماده پلاستيک شده و سپس با نگه داشتن قطعه در اين دما و سپس، سرد کردن تدريجی آن تا رسيدن به شرايط اتاق باز مي گــردانند. در مـورد فولادها با رساندن دمای قطعه به ٥١٠ تا ٥٧٠ درجه سانتيگراد و نگاه داشتن قطعـــه به مــدت يک ساعت ٦٠ تا ٨٥ درصـــد تنشهای پسماند آزاد مي شوند.
شکل 1-4 عملیات حرارتی لوله را توسط المنتهای نصب شده نشان می دهد.
شکل 1-4: آموزش انجام عملیات حرارتی برروی لوله ]1 [
بايد دقت داشت که عمل سرمايش آرام و تدريجی باشد تا از ايجاد تنشهای پسماندی که به دليل وجود گراديانهای دمايي بوجود می آيند، جلوگيری شود. عمليات خنک کاری و سرد کردن نيز از اهميت خاصی برخوردار است، چرا که بخش قابل توجهی از مشکلات معمولاً مربوط به اشتباه در فرآيند سردکردن قطعه به وجود می آيد.
عيوب عمليات حرارتی به طور کلی عبارتند از:
• ايجاد ترک
• ايجاد اعوجاج
• از ميان رفتن خواص مکانيکی
• تغيير در خواص متالورژيکی
• ايجاد مجدد تنشهای پسماند در برخی نواحی قطعه
• آلودگی محيط زيست
• مصرف انرژی و زمان زياد
يکی از عوامل مهم در ايــجاد نقايص و عيوب در قطعـه، سرد کردن قطعه پس از حــرارت دادن آن می باشد. به جز قطعاتی که ساده و متقارن هستند، در ديگر قطعات گراديان حرارتی خصوصاً در حين سرد کردن قطعه در قسمتهای مختلف قطعه دارای شرايط متفاوتی است. برای نمونه سرعت سرد شدن در سطح قطعه به مراتب از سرعت سردشدن قسمتهای مرکزی يا به عبارت ديگر مغز قطعه بيشتر است، که در نتيجه آن پيچيدگی و احتمال ايجاد ترک در قطعه بيشتر می گردد. در شکل 1-5 ترکهای ريزی که از سطح قطعه به سمت مرکز قطعه امتداد دارند را مشاهده می نمایید.]3[
شکل 1-5 : ترکهای ريزی که از سطح قطعه به سمت مرکز قطعه در حال پیشرفت می باشند ]7[
در شکل 1-6 تغییر شکل یا اعوجاج که در اثر تغيير حجم حاصله از دگرگونی فازها و يا تنـــشهای حرارتی و ساختاری رخ می دهد را مشاهده می کنید:
شکل 1-6 : تغيير شکل يا اعوجاج ]7[
ب) محدوديتهای تنش گیری حرارتی
علاوه بر عيوبی که ممکن است در حين عمليات حرارتی به يک قطعه وارد گردد، محدوديتهايي نيز در استفاده از روشهای حرارتی وجود دارد. محدوديتهای روش تنشگيری حرارتی شامل دو مقوله زیر می شود:
١) محدوديتهای فيزيکی
محدوديتهای فيزيکی عبارت است از آنچه از پارامــــترهای فيزيکی نظير ابعاد، وزن، فضای مورد نياز، انرژی و… ناشـی می شو د.
2) محدوديتهای متالورژيکی
محدوديتهای متالورژيکی در واقع مشکلات ناشی از اثر حرارت بر ساختار مواد می باشد. لازم به ذکر است که برای زدودن تنشهای پسماند بايد دمای قطعه به نصف نقطه ذوب آن که با عبارت ٢ Tm/نشان داده می شود، برسد.
با توجه به نمودارهای فازهای مواد بر برخی موارد اين دما در محدوده ای واقع می شود که ساختار ماده دگرگون شده و تغيير فاز داده است. علاوه بر اين موارد ذيل نيز به عنوان محدوديتهای عمليات حرارتی شناخته شده است:
فولادهاي زنگ نزن آستونيتي : فولادهاي زنگ نزني که در انها وجود کاربيد کروم باعث مي شود در عمليات تنش زدايي حرارتي مقاومت ماده به خوردگي به دليل درجه حرارت بالا از ميان برود.
اعوجاج ناشي از اختلاف ضريب انبساط: مواد با خواص نامتقارن حرارتي مهمترين مشکل اين گونه مواد در عمليات تنش زدايي حرارتي است.
آلياژهاي پير سخت شده : آلياژهايي که مقاومتشان بر اساس حرارت از ميان مي رود نيز مي بايست از طريق مکانيکي تنش زدايي شوند.]3[
1-4-3) تنش زدایی ارتعاشي
روش هاي ارتعاشي بر اساس استفاده از يك اصل فيزيكي بنيان نهاده شده است. به صورتي كه هر ماده به طور ذاتي داراي يك فركانس طبيعي است كه اگر فركانس خارجي برابر با اين فركانس به ماده اعمال شود جسم در اين فركانس با بيشترين دامنه ارتعاش مي كند. براي ساختارهاي پيچيده و قطعات بزرگ داراي مزيت هاي زيادي است و هزينه هاي آن نسبت به روش هاي حرارتي بسيار كمتر است. استفاده از اين روش داراي محدوديت هايي نيز مي باشد كه استفاده از آن را منوط به برقراري شرايط خاصي كرده است.
در اين روش تنش گيري، قطعات حاوي تنش با فركانس ونيروي متغير براي مدت زمان معيني مرتعش مي شوند تا ناهماهنگي هاي ايجاد شده در ساختار از بين رفته و ساختار به حالت قبل از عمليات جوشكاري يا فرآيندهايي نظير ريخته گري بر گردد. ]9[
1-4-4) روش اضافه باری
تکنیک اضافه باری بر این اساس بنیان نهاده شده است که یک بار اضافی توسط فشار خارجی بر قطعه ای که حاوی تنش است وارد می شود. وارد کردن تنش بیش از تنش تسلیم قطعه باعث کاهش در مقدار تنش باقیمانده می شود. این تنشهای اضافی بصورت فشاری در اطراف عیوب موجود وارد می شوند و تاًثیر مثبتی بر کاهش احتمال شکست ترد دارند.]20[
1-4-5) روش ساچمه کاری (SHOT PEENING)
این روش یک عملیات کار سرد سطحی است که درجهت کاهش احتمال خستگی، ترک خوردگی تنشی و سایر فرآیندهای مخرب قطعه استفاده می شود. اساس اين روش ايجاد تنش هاي فشاري با بمباران ساچمه هاي فولادي روي سطح است. تحقيقات نشان مي دهد كه ترك ها درمناطق تنش هاي فشاري، ايجاد نشده و يا رشد نمي كنند. از آنجايي كه بسياري از شكست ها از سطح قطعات شروع مي شود، ايجاد تنش هاي فشاري با استفاده از اين روش عمر قطعات را بطور قابل توجهي افزايش مي دهد.
در شکل 1-7 چگونگی آموزش انجام فرآیند ساچمه زنی را مشاهده می کنید.
شکل 1-7 : فرآیند ساچمه زنی و تاثیر آن بر روی قطعه]9[
1-4-6) تنش زدایی جوش با ضربات آلتراسونیک (UIT)
روشي که در اینجا براي تنش زدايي قطعات معرفي شده است، تنش زدايي با استفاده از امواج فراصوت مي باشد. ايـن روش تحت عنــوان تنش¬زدايي با ضــربات امواج فراصوت Ultrasonic Impact Treatment(UIT) يا چکش کاري فراصوتي (اولتراسونيک) شناخته مي ¬شود. اين روش در اوايل دهه 70 ميلادي در روسيه اختراع شد و ازطرف بسياري از افراد حرفه ¬ايي و محققان به عنوان روشي براي بهبود استحکام خستگي سازه¬ هاي جوشکاري شده مورد توجه قرار گرفت. جذابيت بالاي اين روش ناشي از مزاياي آن از جمله ابعاد کوچک، قدرت بالا، سادگي استفاده و کنترل مناسب پارامترهاي مؤثر، پيوستگي مباحث اقتصادي، ايمني، انتخابي بودن و محدوده گسترده استفاده مي¬ باشد.
تنش زدایی با ضربات التراسونیک(UIT) روش نوینی برای حذف تنش های کششی پسماند و ایجاد تنش فشاری در مناطق حساس به خستگی می باشد. همچنین مناطق تمرکز تنش و احیاناً عیوب را در پاشنه جوش کاهش داده و استحکام خوردگی – خستگی و استحکام خستگی را افزایش می دهد.
روش هایی که برای بهبود استحکام خستگی وجود دارند و پس از جوشکاری آموزش انجام می شوند، به دو گروه اصلی تقسیـم می شوند : 1-روش های اصلاح هندسه جوش 2-روش های بهبود شرایط تنش های پسماند. گروه اول عیــوب موجود در پاشنه جوش را حذف می کنند و همچنین از میــزان تمرکز تنــش می کاهند. در حالی که روشهای گروه دوم تنش های فشاری را در مواضعی از جوش که ترک های خستگی مستعد به شکل گیری هستند ایجاد می کنند. روش UIT متعلق به گروه دوم است در حالی که تواماً بطور قابل ملاحظه ای هندسه پاشنه جوش را نیز تحت تاثیر قرار می دهند.
طی این فرایند فرآیند تنش از حالت کششی در سطح – حداکثر تا تنش تسلیم فلز- به حالت فشاری تبدیل می شوند، که این موضوع در افزایش استحکام سازه جوشی خیلی موثر است. ]27[
1-5) روش های اندازه گیری تنش های پسماند
تکنیکهای متفاوتـــی برای اندازه گیری تنش پسماند وجود دارد که برای اندازه گیری در هر روش به وسایل خاصی نیاز می باشد. در ادامه جهت آشنایی با هرروش و وسعت کاربرد آنها به توضیح مختصری در مورد هر یک از آنها خواهیم پرداخت. اين روشها عبارتند از : ]28[
• روش ســــوراخـــکاری
• روشهای پراش پرتـــو x
• روش انحنا ولایه برداری
• روش تفرق الکتـــــرون
• روش تفــرق نـوتـــرون
• روش رهــاسازی تــرک
• روش مغنــاطیـــســـی
• روش های مـاورا صـوتی
1-5-1) روش سوراخ مركزي (HOLE DRILLING)
از مهمترین روشهای اندازه گیری تنش پسماند به روش مکانیکی، روش سوراخ مرکزی می باشد که در این روش، مقدار تنش باقیمانـده به وسیله اندازه گیـــــری مقدار کرنش آزاد شده با استفاده از کرنش سنج های مکانیکی و الکترونیکی تعيين مي شود.
روش سوراخکاری ابتدا در حدود 1930 برای اندازه گیری تنش پسماند بوجود آمد. در سال 1934 ماتار روش خود را براین واقعیت بنا نهاد که شکل سوراخ دایره ای در یک قطعه تحت تنش تغییر خواهد نمود.وی برای تعیین تغیرات قطر سوراخ از اکستنسیومتر استفاده کرد.
سووت و ونکرومبروگ از این نظریه استفاده کرده و با کرنش سنجهای الکتریکی روش را بهبود بخشیدند.
تنش هاي باقيمانده با برش قطعه به قطعات كوچكتر و يا به وسيله جدا كردن يك بخش از ماده آزاد مي شوند و سپس جهت اندازه گيري مقدار كرنش آزاد شده از كرنش سنج استفاده مي شود. اين روش جهت اندازه گيري در ورق ها، سيلندرها، تيوبها و… گزارش شده است. اساس اين روش اين است كه حتي اگر ماده دچار تغيير شكل پلاستيك شده باشد، كرنش هاي ايجاد شده در طي باربرداري، الاستيك هستند. بر اين اساس مي توان تنش باقيمانده را حتي بدون دانستن اطلاعات كافي از نوع ماده و نوع عمليات آموزش انجام گرفته روي آن تعيين كرد.
در روش سوراخ مرکزی يك سوراخ كوچك در صفحه حاوي تنش ايجاد مي شود. با ايجاد اين سوراخ، تنش هاي باقيمانده در اطراف سوراخ آزاد مي شود که مي توان با قرار دادن كرنش سنج در اطراف سوراخ مقدار تنش آزاد شده را اندازه گيري نمود.
شکل 1-8 نحوه نصب کرنش سنج بر روی نمونه و شرایط نمونه قبل از سوراخ شدن را نشان می دهد.
شکل 1-8: نحوه نصب کرنش سنج در روش سوراخ مرکزی و نمونه قبل از سوراخ شدن ]17[
مطابق شكل بالا ابتدا سه كرنش سنج با زاويه 120 درجه روي صفحه قرار داده مــي شود و در مركز محل بين سه كرنش سنج، سوراخي ايجاد مي شود. با ايجاد سوراخ و آزاد شدن تنش، مقدار كرنش در محل تغيير مي كند كه اين تغيير توسط كرنش سنج ها ثبت مي شود.
توضیحات داده شده و شرایط کار عنوان شده در بالا مطابق استانداردASTM E837 می باشد که با استفاده از این استاندارد و یک سری روابط مرتبط که در ادامه به آن اشاره خواهیم نمود و با توجه به کرنشهای آزاد شده و خوانده شده توسط دستگاه می توان مقدار تنش پسماند موجود در هریک از نمونه ها را به دست آورد.]15[
ایجاد سوراخ برروی قطعه کار باعث آزاد شدن تنش پسماند داخل آن در نواحی ایجاد سوراخ می گردد. دلیل آزاد شدن تنش این است که تنش های نرمال و بررشی عمود بر سطح سوراخ صفر است و حذف این تنشها در سطح سوراخ ایجاد شده باعث تغیرات در میزان تنش در نواحی اطراف سوراخ می¬گردد و این تغییرات تنش باعث ایجاد کرنش در نواحی می¬گردد.
شکل1-9 وضعیت تنش در این قطعه را پس از ایجاد سوراخ کامل با شعاع 0R را نشان می دهد.
شکل 1-9 : حالت تنش پس از سوراخ شدن]17[
حال مقـدار تنش در محــل نزدیکی سوراخ کاملاً متفـاوت از حالت ابتدائـی آن است و توسـط معادلات زیر که از استاندارد ASTM E837 استخراج شده است، بدست می آید.
(1-1)
(1-2)
(1-3)
)(1-4)
روش معمول برای بدست آوردن مجهولات این است که مطابق شکل 1- 10 سه گیج کرنش سنج در محیط یک دایره به شعاع R و به مرکزیت مرکز سوراخ قرار داده می شود. گرچه زوایای بین سه المان اختیاری است ولی زاویه 45 درجه بین سه المان (و امتداد آنها) محاسبات را ساده تر می کند. همان طور که در شکل نیز نشان داده شده است 1 α زاویه بین نزدیکترین محور اصلی و گیج شماره یک است در حالی که45 +1 α =2 α و 45 +1 α = 3 α با انـدازه های مثبت در جهت شماره گذاری گیجها هستند. توجه گردد که ترتیب شماره گذاری گیج ها در جهت ساعتگرد می باشد. برای مثال گیج شماره 2 در حالت شماره گذاری در موقعیت b2 در نظر گرفته می شود و در جاهایی که موقعیت a2 برای نصب گیجها مناسب نیست می توان از موقعیت b2 برای نصب گیج استفاده کرد و تفاوتی در نتیجه کار ایجاد نمی نماید. با حل معادلات همزمان معادلات 2 بدست می آیند که α نیز عبارتست از زاویه بین نزدیکترین محور اصلی به گیج شماره یک.
شکل 1-10: ترتیب قرار گرفتن گیج ها برای اندازه گیری تنش پسماند]17[
(1-5) (1-6)
(1-7) (1-8)
(1-9)
(1-10) (1-11) (1-12)
که در معادلات فوق :
σ max maximum principal stress
σ min minimum principal stress
ε 1, ε 2, ε 3 deformations measured by strain gauges 1, 2, 3
α Angle of orientation of the main stress
در شكل 1-11 نمونـه اي از دستگاه HOLE DRILLING را كـه در روش سوراخ مركزي استفاده مي شود، مشاهده مي نماييد.
.
شکل 1-11: نمونه اي از دستگاه HOLE DRILLING ]17[
لازم به توضیح است که استفاده از اين روش داراي محدوديت هايي نيز مي باشد، از جمله اينكه اين روش نياز به ايجاد سوراخ در قطعه دارد و به همين خاطر مي تواند مخرب باشد اما روش فوق به خاطر دقيق بودن اطلاعات حاصله، بطور گسترده جهت اندازه گيري مقدار تنش باقيمانده استفاده مي شود]17[
1-5-2) روش پراش پرتو X
روش استاندارد پراش اشعه ایکس، روشی غیرمخرب براي اندازه گیري تنش پسماند بوده، و اغلب تنش هاي در سطح را اندازه گیري می کند و بیشتر براي مواد کریستالی دانه ریز قابل استفاده می باشد. با این روش می توان تنش هاي یک بعـــدي، دوبعدي و سه بعـــــدي را تحلیل نمود. روش فوق، براي صفحات تخت فــرمول بندي شده است اما با دستگاه هاي ویژه، می توان تنش نمونه هاي انحنادار را نیز بدست آورد. اين روش دقيق ترين جوابها را براي نمونه هاي تخت ارائه مي دهند.چندین روش تجربی که از روش پراش اشعه X استفاده می نماید، موجـــود می باشد که می توان به روش آشکارسازی دوگانه، روش پرتو موازی، روش sin 2ψ ، روش انحراف به کنار اشاره نمود. ]33[
انواع روش های مورد استفاده در پراش پرتو x عبارت است از :
الف) روش لاوه(Laue method)
ایـن روش نخستیـــن بار توسط فون لاوه و همکـــارانش مورد استفـــاده قرار گرفــت و قدیمیتریـــن تکنیـک XRD بــرای بررســـی کریستال‌ها می‌باشـــد. درایــن روش بـــــــا استفــاده از طول موج‌هـــای متعـدد امـکان بررســــی سریــع‌تــــر و آســان‌تـر نمونــه فــراهـــــم می‌شود. در ایـــن روش از اشعه نور سفیـــــد (غیر تکـفام) کـــه از طــول موج‌هایی بیــن λmin و λmax تشکیـــل شده استفاده می‌شــود. این اشعــــه به کریستال ثابت برخورد کــــرده و هر طول موج توسط صفحات خاصـــی پراشیـده می‌شود. برای درک بهتر این روش به شكل 1-12 توجه کنید.
شکل 1-12:روش لاوه در شبکه وارون.]35[
در شکل زیر (شكل1-13) که مربوط به شبکه وارون کریستال می‌باشد دو بردار موج هم جهت مشخص شده است که معرف طول موج‌های λmin و λmax در اشعه سفید می‌باشند. دایره‌های مربوط به هر طول موج رسم شده است. هر نقطه درون ناحیه تیره توسط دایره‌ای با طول موج بین λmin و λmax در شرایط براگ قرار می‌گیرد. در عمل، اشعه های پراشیده شده معمولا برروی یک مخروط قرار می‌گیرند و از صفحه‌ای تخت عمود بر اشعه تابش جهت ثبت اشعه های پراشیده شده استفاده می‌شود. هر اشعه بر روی صفحه نقطه ای را مشخص می‌کنــــد. از بررسی این نقاط می‌توان به جهت گیری کریستــــــال و تقارن شبکه پی‌برد.
در شـــکل 1-13 و 1-14 نمایی از دو حالت انعکاســی و عبوری بروش لاوه نشـــان داده شـــده است.
شکل1-13 : روش لاوه در حالت انعکاسی.( صفحه‌ی بین منبع اشعه ایکس و نمونه، اشعه‌های انعکاسی راثبت می‌کند.)]35[
شکل 1-14 : روش لاوه در حالت عبوری. (صفحه‌ی عدد از کریستال قرار می‌گیرد و اشعه‌های عبوری را ثبت می‌کند.)]35[
ب) روش کریستال چرخان (Rotating crystal)
در روش کریستال چرخان، کریستال بر خلاف روش لاوه، تحت تابش اشعه تکفام قرار می‌گیرد. کریستال حول محوری عمود بر اشعه می‌چرخد و در حین چرخش صفحات متفاوتی در شرایط براگ قرار می‌گیرند. این اشعه ها برروی صفحات مخروطی قرار می‌گیرند. کریستال درون استوانه قرار دارد و استوانه اشعه های پراشیده شده را ثبت می‌کند. هنگامیکه این صفحه استوانه‌ای باز می‌شود، نقاط مربوط به اشعه های هر مخروط روی یک خط قرار می‌گیرند. عمده کاربرد این روش تعیین ساختار‌های کریستالی نامشخص می‌باشد.
در شکل 1-15 نمایی از روش کریستال چرخان نشان داده شده است.
شکل 1-15: روش کریستال چرخان ]22[
در XRD از پودر نمونه استفاده می‌شود. این امر امکان حضور صفحات مختلف با احتمال یکسان در نمونه را فراهم می‌کند. از آنجا که این صفحات مختلف مشخصه نمونه می‌باشند با بررسی آنها می‌توان به بررسی نمونه پرداخت.
ج )روش پودري
همانطور که در دو روش پیــش مشاهده شد شرایط براگ به سختی برای یک اشعـه تکفــام برقرار می‌شـــود. در روش پــودر ی با استفاده از پودر نمونه این امکان بوجود می‌آید که اشعه با صفحات متفاوتـــی که بصورت تصادفــی در نمونه قرار دارنـد بــرخورد کند.بدین ترتیب صفحـات زیادی به راحتی امکان قرار گرفتن در شرایط براگ را پیدا می‌کننـد. این روش امکان بررسـی دقیـق نمونه و تعیین بردار‌های پایه شبکه و کمییات مرتبط را می‌دهد. روش پودری پر کاربردتــرین روش XRD می‌باشد.
در مـــتداول‌تــرین حالـت پودری، مــنبع و آشکـــار سـاز بر روی محـیط دایــره‌ای با شعــاع ثابـت و نمـونه در مــرکز دایـــره قـرار می‌گــیرد. نمــونه و منبع ثابت بوده و آشکــار ساز بوسیلــه بازوی مکــانیکی حـــرکت می‌کنــد.]22[
شکل 1-16 : پیکربندی XRD در حالت پودری]35[
همانطورکه در شکل 1-16 مشاهده می‌شود امتداد منبع نمونه و امتداد نمونه آشکارساز با هم زاویه θ2 می‌سازند که θ زاویه بین اشعه تابش و صفحه‌ی نمونه می‌باشد.از اینرو این پیکربندی XRD معروف θ- θ2 می‌باشد.بازوی مکانیکی جهت پویش نمونه از زاویه‌ای0 درجه تا 170درجه می‌تواند تغییر کند.انتخاب بازه پویش با توجه به خصوصیات نمونه، توسط کاربر تعیین می‌شود.در عمل بیشتر از بازه 30 درجه تا 140 درجه استفاده می‌شود.این بازه به چندین گام کوچک تقسیم شده و آشکار ساز با توقف در هر گام شدت اشعه ایکس را در طول مسیر ثبت می‌کند. اندازه گام‌ها و زمان توقف در هر گام درکیفیت نمودار حاصل تأثیردارد و توسط کاربر قابل تنظیم می‌باشد. همچنین از هندسه θ-θ نیز در XRD استفاده می‌شود.در این حـــالت منبع وآشکارساز همزمان بر روی دایره حرکت می‌کنند و نمـــونه ثابت می‌باشـــد.در حالـتی دیگر نمونه حول محوری خاص (محور عمــود بر یکی از صفحات) توسط پایه دوار 360 درجه می‌چرخد. منبع و آشکارساز نیز برای وفــــق دادن خود با چرخش نمونه حرکت می‌کنند. به این نوع پویش ،امگا (ω) می‌گویند.
این شیوه ببیشتر برای بررسی تنش و کرنش مورد استفاده قرار می‌گیرد. در حالتی دیگر نمـــونه حول محور عمود بر صفحــه می‌چرخد. این نوع پویــش مـوسوم به پویش فـی (Φ-scan) بوده و بیشــتر برای بررسی لایـه‌های نازک چند کریستالی مورد استفاده قرار می‌گیــرد.
در شکل1-17 زوایای ω و Φ و دوران حول آنها مشخص شده است.
شکل 1-17 : محور‌های دوران پویش ω وΦ ]35[
با توجه به توضیحات اشاره شده، در روش پراش پرتو ایکس نمونه در زوایای کجی مختلفی نسبت به افق (که به آن زاویه Ѱ گفته می شود) قرار داده می شود و در هریک از این زاویه ها با تایش اشعه ایکس به سطح نمونه منحنی پراش به دست می آید.
موقعیت قله منحنی های پراش در هر یک از زاویه های کجی نمونه باید با دقت تعیین شود.بنابراین مقدار زاویه θ2 باید از روی قله منحنی های پراشی که بسیار پهن و در مواردی دارای شکل نامنظم می باشند به دست آید. از روی زاویه های به دست آمده فاصله بین صفحات کریستالی بدست می آید و در نهایت با تحلیل رگرسیون خطی بین فاصله صفحات کریستالی و توان دوم سینوس زاویه سای، از شیب و عرض از مبدا خط تقریب زده شده استفاده و تنش پسماند بدست می آید.
همانطور که قبلاً نیز به آن اشاره گردید رابطه اساسی در روش استاندارد پراش اشعه ایکس، قانون براگ می باشد که عبارت است از :
(1-13) n.λ = 2d sin (θ) که در آنn مرتبه انعکاس، λ طول موج اشعه ایکس، d فاصله بین صفحات کریستالی و θزاویه انعکاس می باشد. در ایــن روش اشعه های ایکس به سطح نمونه تابیــده و اشعــه های منعکس شده، در جایی که بیشترین شــدت می باشند، دریافت می شوند.
يك پرتو اشعه ايكس تك فام كه به وسيله آند فلزي تيوب هاي اشعه ايكس توليد مي شود، داراي طول موج مشخص بوده و هرتغييري در فاصله صفحات كريستالي d، منجر به جابه جايي زاويه انعكاس مي شود. آند تيوب هاي اشعه ايكس، يك طيف پيوسته و سه پرتو پرانرژي تكفام Kβ و Kα2 ،Kα 1 تولید می کند که پرتو Kβ توسط فيلتر در حين آناليز اشعه ايكس از بقيه پرتوها جداسازي شده و بقيه پرتوها با طول موج مختلف در پس زمينه منحني پراش تأثير مي گذارند. انتخاب يك قله منحني پراشي كه براي تعيين تنش پسماند مناسب باشد تأثير به سزايي بر دقت اين روش دارد.
در آنالیز تنش پسماند، از زاویه های انعکاس بالاتر از 120 درجه استفاده می شود. چون در این زاویه ها منحنی پراش شدت و دقت بالاتری دارد هرچه تنش پسماند ر ماده بیشتر باشد منحنی پراش پهن تر می باشد و بالعکس هرچه تنش پسماند در ماده کمتر باشد منحنی پراش باریک تر می باشد.
شکل 1-18تاثیر میزان تنش پسماند را در منحنی های پراش نشان می دهد.]30[
شکل 1-18 : تاثیر تنش پسماند بر شکل منحنی پراش]5[
منحنی های پراش بدست آمده از مواد کریستالی ای که دارای شبکه کریستالی سالم باشد و در جسم هیچ تنش پسماندی وجود نداشته باشد در یک زاویه براگ مشخص ایجاد می شود. اگر در ماده تنش پسماند وجود داشته باشد، منحنی پراش به ازای چرخش نمونه در زوایای متفاوت سای، در موقعیت های زاویه ای متفاوت ایجاد می شود. شکل 1-19 تاثیر وجود تنش پسماند را در جابجایی قله منحنی پراش به ازای چرخش نمونه در زاویه مختلف سای نشان می دهد]5[
شکل 1-19 : جابجایی قله منحنی پراش به ازای چرخش نمونه در زوایای متفاوت سای بدلیل حضور تنش پسماند]5[
از آنجا که اندازه گیری تنش پسماند به روش پراش اشعه ایکس محدود به سطح نمونـه است، فرض می شود در سطح آن شرایط تنش صفحه ای برقرار باشد. (شکل 1-20) در این شرایط تنش های عمود برهم 1σ و 2σ در سطح نمونه وجود دارند و تنش 3σ عمود بر این دو تنش، صفر می شود اما مولفه کرنش عمود بر سطح نمونه 3ε، به علت ضریب پواسون و کرنش های 2ε و 1ε مخالف صفر است.]5[
شکل 1-20: شرایط تنش صفحه ای و نمایش زوایای مختلف در پراش اشعه ایکس]5[
با توجه به توضیحات مذکور وروابط الاستیسیته، رابطه زیر برای تعیین تنش پسماند بدست می آید :
(1-14)
که در آن،E مدول الاستیسیته، νضریب پواسون، فاصله بین صفحات کریستالی در زوایای 0=Ѱ و dѰφفاصله بین صفحات کریستالی در زاویه دلخواه Ѱ و φ می باشد.]5[
امروزه متداول ترین و پرکاربرد ترین روشXRD، روش پودری می‌باشد. بررسی پودر جامدات کاربردهای زیادی در صنعت و تکنولوژی دارد. همچنین در علوم زمین شناسی، داروسازی، پزشکی، مهندسی مواد وغیره کاربرد فراوانی دارد. در ادامه به بعضی از تکنیکهای مورد استفاده در پراش پودر جامدات اشاره می‌کنیم.
1-5-3) روش انحنا ولایه برداری
این روش اغلب برای اندازه گیری تنش پسماند در قطعات با هندسه ساده به کار می رود. سرعت این روش بالا بوده و محاسبات آن جهت مرتبط ساختن انحنا وتنش پسماند بسیار ساده می باشد.
چنانچه لایه های مسطح شامل تنش های پسماند از یک سمت برداشته شود، تنش ها نامـــــتوازن شده وصفحه خم خواهد شد. انحنا بوجود آمده به توزیع تنش های اصلی در لایه برداشته شده و خواص الاستیک صفحه باقیمانده بستگی دارد.پس از چندین لایه برداری متوالی و اندازه گیری انحناهای بوجود آمده ،تنش اصلی در صفحه بدست خواهد آمد.
انحنا بدست آمده را می توان بروش های تماسی مانند: استفاده از کرنش سنج و پروفیل سنجی یا بدون تماس مستقیم (مانند: ویدیو، اسکن و شبکه سازی) اندازه گرفت که با توجه به دقــت تحلیل و محدوده اندازه گیری ابزار، روش مناســب انتخاب می گردد. از این روش در مواد مرکب پلیمری، قالب ها و آبکاری های پلیمــری بطور موفقیت آمیــزی استفاده شده است.]28-29[
1-5 -4) روش تفرق الکترون
ذرات باردار الکترونی یا پرتوهایx شدید، پرتوهای x فشرده با انرژی زیاد تولید می نمایند. این پرتوهای x ، نفوذ عمقی بیشتر از پرتوهای x متداول دارند. بعنوان مثال حدود 50 میلیمتر در آلومینیم نفوذ می نمایند. این افزایش نفوذ به معنای بالارفتن مقیاس تحلیل و توانایی بدست آوردن توزیع سه بعدی کرنش نسبت به عمق، در قطعات مهندسی می باشد.تابه حال حداقل این روش به سه صورت اعمال شده است. روش مرسوم /2Ө Ө، پراش دو بعدی با انرژی زیاد، فوتون های پرتو سفید با انرژی زیاد که در شکــل 1-21 نشان داده شده اند.]28-29[
شكل 1-21: گونه های متفاوت اعمال شده در روش پرتو شدید x ]3[
الف ) روش مرسوم /2Ө Ө ب) پراش دو بعدی با انرژی زیاد ج) فوتون های پرتو سفید با انرژی زیاد
1-5-5) روش تفرق نوترون ها
همانند سایر روش های پراش، روش پراش نوترون نیز بر پایه تغییر شکل های الاستیک در ماده پلی کریستال که سبب تغییر در فواصل صفحات شبکه ای از مقادیر عاری از تنش آن می باشد، استوار است.
اندازه گیری ها بطور عمده مشابه پراش پرتو x بوده که در آن دستگاهی آشکار ساز حول نمونه حرکت می کند و محل پرتوهای پراش یافته را تعیین می نماید.
عمدتاً دو روش پراش نوترون وجود دارد که تفاوت آنها در نوع منبع مورد استفاده می باشد که عبارتند از :
• منبع رآکتور تولید کننده پرتو پیوسته
• منبع تولید کننده پرتو بصورت پالس
بزرگترین مزیت آن نسبت به روش پراش x مقدار نفوذ آن در عمق ماده می باشد. این روش با توجه به دقت تحلیل بالای خود توانایی بدست آوردن توزیع کامل سه بعدی کرنش در قطعــات مهندســی را دارا می باشد. از معایب این روش می توان به هزینه نسبتا” بالا و عدم دسترسی به تجهیزات آن اشاره نمود.]28-29[
1-5-6) روش رها سازی ترک :
در این روش یک شیار کوچک جهت تعیین تنش های آزاد شده در نزدیکی شکاف ایجاد می شود. با افزایش تدریجی عمق شکاف می توان برای توزیع های تنش نسبتاً یکنواخت، میدان تنش پسماند را بصورت تابعی از عمق به دست آورد. در این روش ایجاد ترک به دو صورت مکانیکی و شیمیــایی آموزش انجام می گیرد وکرنش های آزاد شده به وسیله چند کرنش اندازه گیـری می شود.] 28-29[
1-5-7) روش های مغناطیسی :
از خواص مغناطیسی نیز جهت اندازه گیری تنش های پسماند استفاده می گردد. مزیت های اولیه این روش غیرمخرب، ارزان، ساده و بسیار سریع بودن آن می باشد.
خواص فرومغناطیسی فولادها و سایر مواد فرومغناطیس به سبب محدودت مغناطیسی و در نتیجه اثر الاستیک مغناطیسی، به چگونگی تنش داخلی حساس می باشند محدودت مغناطیسی فرآیندی است که هر منطقه مغناطیسی در طول جهت مغناطیس شدن خود کرنش می دهد. در حالت انرژی کمنینه مغناطیس شدن، جهات کریستالی همراستا با محور مغناطیس خواهند بود. با تغییر سطح تنش، تعداد مناطق همراستا با محور های ساده مغناطیس تغییر نموده و سبب کاهش انرژی الاستیک مغناطیسی می گردد.
اگر چه تنش اثرزیادی در پارامترهای مغناطیسی دارد ولی پارامترهایی از قبیل: بافت و اندازه دانه نیز بر این پارامترها تآًثیر می گذارند. لذا جهت حذف اثر سایر پارامترها معمولاً ترکیبی از روش های مغناطیسی استفاده می گردد.
هنگامیکه مواد مغناطیس شونده تحت تنش قرار گیرند جهت های منطقه ای آنها تغییر کرده و سبب بزرگ شدن مناطق نزدیک به تنش کششی (مغناطیس شدن مثبت) یا کوچک شدن آنها می گردد. مغناطیس القایی توسط تنش سبب دوران میدان مغناطیس اولیه می گردد. یک سولونویید گیرنده، این دوران های کوچک در صفحه سطح قطعه رارهگیری می نماید. با دوران مجموعه می توان جهات اصلی تنش و تفاوت مقادیر اصلی آن را بدست آورد.
استفاده از این روش در کاربردهای دقیق به دلیل دقت پایین آن چندان متداول نیست ولی به دلیل پایین بودن هزینه و سادگی تعیین تنشهای درونی، در بازرسیهای درون خط تولید متداول است.]28-29[
1-5-8) روش های ماورا صوتی
روش های ماورا صوتی از حساسیت سرعت عبور امواج ماورا صوت در داخل جسم به تنشهای داخلی جسم، سود می برد. اندازه و جهت تنش های حاضر در یک جسم مستقیماً بر سرعت امواج ماورا صوت در ماده تآًثیر می گذارد. در عمل به علت کوچک بودن تغیرات سرعت و حساسیت آن به بافت مواد (راستای دانه ها) و معلوم نبودن دقیق طول مسیر امواج ماورا صوت، زمان عبور اندازه گیری می شود. ]29[
