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NDT flaw mapping of steel surfaces by continuous magnetic Barkhausen noise: Volumetric flaw detection case

FRANCO, Freddy A.; Padovese, Linilson Rodrigues
Fonte: ELSEVIER SCI LTD Publicador: ELSEVIER SCI LTD
Tipo: Artigo de Revista Científica
ENG
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46.72%
This paper reports the use of a non-destructive, continuous magnetic Barkhausen noise (CMBN) technique to investigate the size and thickness of volumetric defects, in a 1070 steel. The magnetic behavior of the used probe was analyzed by numerical simulation, using the finite element method (FEM). Results indicated that the presence of a ferrite coil core in the probe favors MBN emissions. The samples were scanned with different speeds and probe configurations to determine the effect of the flaw on the CMBN signal amplitude. A moving smooth window, based on a second-order statistical moment, was used for analyzing the time signal. The results show the technique`s good repeatability, and high capacity for detection of this type of defect. (C) 2009 Elsevier Ltd. All rights reserved.; Brazilian research financial support agency FAPESP[05/57146-0]

Fast detection of the magnetic easy axis on steel sheet using the continuous rotational Barkhausen method

Morgan, Manuel Alfredo Caldas; Padovese, Linilson Rodrigues
Fonte: ELSEVIER SCI LTD; OXFORD Publicador: ELSEVIER SCI LTD; OXFORD
Tipo: Artigo de Revista Científica
ENG
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36.65%
The magnetic behaviour of most commercial ferromagnetic steels is usually anisotropic presenting a magnetic easy axis. Changes in the direction of this axis can be related to mechanical changes and anomalies that occur in the fabrication process. The present work describes a method that uses a device with permanent magnets to create a precise rotational magnetic field. The device measures continuous Magnetic Barkhausen Noise signals related to the angle of magnetization, in order to determine the direction of the macroscopic magnetic easy axis. It also offers the possibility of obtaining real time parameters that quantify the magnetic anisotropy of the sample. (C) 2011 Elsevier Ltd. All rights reserved.; CAPES; CAPES

Desenvolvimento de Ensaio Não Destrutivo baseado no Ruído Magnético de Barkhausen para caracterização de tensões elásticas e deformações plásticas em aços.; Development of Non-Destructive Test based on Magnetic Barkhausen noise for characterization of stress and elastic plastic deformation in steels.

Franco Grijalba, Freddy Armando
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Tese de Doutorado Formato: application/pdf
Publicado em 30/04/2010 PT
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57.02%
Neste trabalho se estuda a aplicação de um método de Ensaio Não Destrutivo, baseado no Ruído Magnético de Barkhausen (RMB), na medição de falhas superficiais em aços. O RMB é gerado por abruptas mudanças na magnetização de materiais quando submetidos a campos magnéticos variáveis. Essas mudanças são afetadas pela microestrutura e a presença e distribuição de tensões elásticas (compressão e tração). Inicialmente apresenta-se um estudo de medições de tensões produzidas por flexão, e perfis de dureza, via RMB. Analisa-se a influência de parâmetros de medição e analise dos sinais, na qualidade do diagnostico. Analisou-se a sensibilidade dos sinais de RMB na medição de tensão a parâmetros tais como direção de laminação da chapa, intensidade e frequência de campo magnético de excitação. Nos estudos da aplicação do RMB em medições de dureza, se usaram amostras de ensaio Jominy, com variação contínua de dureza. Utilizou-se dois tipos de materiais e foram feitas medidas de dureza HRC, RMB e análise metalográfica. O comportamento de diferentes parâmetros dos sinais de RMB se correlacionou com as medições de Dureza e as micrografias obtidas. As amplitudes do RMB mostraram ser inversamente proporcionais aos níveis de dureza. Também se apresenta uma nova tecnologia para inspeção de superfícies...

Métodos magnéticos não destrutivos para caracterização elasto-plástica em chapas de aços carbono.; Nondestructive magnetic methods for characterization of elastic-plastic Behavior in carbon steel plates.

Campos, Manuel Alberteris
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Tese de Doutorado Formato: application/pdf
Publicado em 22/06/2012 PT
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26.69%
No presente trabalho se estuda a correlação de diferentes parâmetros de sinais de Ruído Magnético de Barkhausen (RMB) e de fluxo magnético com o comportamento elastoplástico em chapas de aço carbono, visando à aplicação dos resultados como técnica de Ensaio Não-Destrutivo. Comprovou-se que o comportamento de parâmetros como a energia (RMBenegia), o valor quadrático médio(RMBrms) e a envolvente dos sinais de RMB com os diferentes estados elastoplásticos do material resultou fortemente dependente da anisotropia de laminação, quantidade de Carbono e fases, gerados no processo de produção das chapas. Como novidade introduziu-se o parâmetro chamado de Área em baixo da curva da distribuição de pulsos do sinal de Barkhausen. A evolução deste parâmetro com a deformação identificou com boa aproximação a região de transição elasto-plástica do material. Harmônicos não lineares (HNL) do fluxo magnético apresentaram uma melhor correlação com a anisotropia do que com os estados elasto-plásticos do material, mas com alta dependência ao acoplamento sonda-amostra. Enquanto que o RMB apresentou elevados níveis de reprodutibilidade. Propriedades mecânicas e comportamentos característicos de ensaios de tração em regime discreto e contínuo foram reproduzidos e identificados com um alto grau de aproximação pelo RMB e os HNL. Outros métodos magnéticos e não magnéticos usados neste trabalho não apresentaram níveis altos de sensibilidade às mudanças microestruturais devido às deformações elasto-plásticas no material...

Ruído magnético de Barkhausen contínuo rotacional.; Continuous rotational magnetic Barkhausen noise.

Caldas Morgan, Manuel Alfredo
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Tese de Doutorado Formato: application/pdf
Publicado em 10/05/2013 PT
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47.02%
Este trabalho apresenta os avanços no desenvolvimento de um novo método de ensaio não-destrutivo magnético. O método está baseado na técnica do Ruído Magnético de Barkhausen (RMB), particularmente em uma variante denominada Barkhausen Contínuo. O RMB é gerado devido à ação de um campo magnético variável magnetizante que produz mudanças abruptas e irreversíveis na estrutura magnética do material. Essas mudanças são influenciadas pela microestrutura e a distribuição de tensões dentro do mesmo. As medições podem ser usadas para construir uma distribuição bidimensional do RMB ao redor de um ponto fixo, cujo resultado irá refletir o nível de anisotropia magnética, usualmente indicando um eixo de fácil magnetização, parâmetro relevante dado que o comportamento da grande maioria de materiais ferromagnéticos de engenharia é usualmente anisotrópico. As mudanças no eixo de fácil magnetização podem indicar a presença de anomalias mecânicas ou abnormalidades no processo de fabricação e no caso da aplicação de uma tensão externa, podem refletir a magnitude e a direção da mesma. O presente trabalho descreve uma metodologia que faz uso de um campo magnético rotacional para obter sinais RMB relacionados ao angulo de giro...

Hysteresis in an Ising Chain with Quenched Random Disorder

Shukla, Prabodh
Fonte: Oxford University Press Publicador: Oxford University Press
Tipo: Artigo de Revista Científica Formato: text/html
EN
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16.09%
A probabilistic method is used to obtain an exact analytic expression for the zero-temperature and zero-frequency limit of the hysteresis loop in a one-dimensional Ising model with an arbitrary continuous distribution of quenched random fields. The solution illustrates important differences between bounded and unbounded probability distributions of the quenched fields. The significance of this result is discussed in the wider context of the Barkhausen noise observed in experiments as well as numerical simulations of three-dimensional systems.

Topological field theory of dynamical systems

Ovchinnikov, Igor V.
Fonte: Universidade Cornell Publicador: Universidade Cornell
Tipo: Artigo de Revista Científica
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16.09%
Here, it is shown that the path-integral representation of any stochastic or deterministic continuous-time dynamical model is a cohomological or Witten-type topological field theory, i.e., a model with global topological supersymmetry (Q-symmetry). As many other supersymmetries, Q-symmetry must be perturbatively stable due to what is generically known as non-renormalization theorems. As a result, all (equilibrium) dynamical models are divided into three major categories: Markovian models with unbroken Q-symmetry, chaotic models with Q-symmetry spontaneously broken on the mean-field level by, e.g., fractal invariant sets (e.g., strange attractors), and intermittent or self-organized critical (SOC) models with Q-symmetry dynamically broken by the condensation of instanton-antiinstanton configurations (earthquakes, avalanches etc.) SOC is a full-dimensional phase separating chaos and Markovian dynamics. In the deterministic limit, however, antiinstantons disappear and SOC collapses into the "edge of chaos". Goldstone theorem stands behind spatio-temporal self-similarity of Q-broken phases known under such names as algebraic statistics of avalanches, 1/f noise, sensitivity to initial conditions etc. Other fundamental differences of Q-broken phases is that they can be effectively viewed as quantum dynamics and that they must also have time-reversal symmetry spontaneously broken. Q-symmetry breaking in non-equilibrium situations (quenches...

Avalanches in mean-field models and the Barkhausen noise in spin-glasses

Doussal, Pierre Le; Müller, Markus; Wiese, Kay Jörg
Fonte: Universidade Cornell Publicador: Universidade Cornell
Tipo: Artigo de Revista Científica
Publicado em 13/07/2010
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26.38%
We obtain a general formula for the distribution of sizes of "static avalanches", or shocks, in generic mean-field glasses with replica-symmetry-breaking saddle points. For the Sherrington-Kirkpatrick (SK) spin-glass it yields the density rho(S) of the sizes of magnetization jumps S along the equilibrium magnetization curve at zero temperature. Continuous replica-symmetry breaking allows for a power-law behavior rho(S) ~ 1/(S)^tau with exponent tau=1 for SK, related to the criticality (marginal stability) of the spin-glass phase. All scales of the ultrametric phase space are implicated in jump events. Similar results are obtained for the sizes S of static jumps of pinned elastic systems, or of shocks in Burgers turbulence in large dimension. In all cases with a one-step solution, rho(S) ~ S exp(-A S^2). A simple interpretation relating droplets to shocks, and a scaling theory for the equilibrium analog of Barkhausen noise in finite-dimensional spin glasses are discussed.; Comment: 6 pages, 1 figure

Hysteresis and Avalanches in the Random Field Ising Model

Sabhapandit, Sanjib
Fonte: Universidade Cornell Publicador: Universidade Cornell
Tipo: Artigo de Revista Científica
Publicado em 24/09/2002
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16.09%
In this thesis, we discuss nonequilibrium ferromagnetic random field Ising model (RFIM) with zero temperature Glauber single spin flip dynamics. We briefly review the hysteresis in ferromagnets and Barkhausen effect. We discuss some earlier results on the zero temperature RFIM. We also discuss some of the equilibrium properties of RFIM. We setup the generating function for the avalanche distribution for arbitrary distribution of the quenched random field on a Bethe lattice. We explicitly calculate the probability distribution of avalanches, for the for Bethe lattices with coordination numbers $z=2$ and 3, for the special case of a rectangular distribution of the random field. We analyse the self-consistent equations to determine the form of the avalanche distribution for some general unimodal continuous distributions of the random field. We derive the self-consistent equations for the magnetization on minor hysteresis loops on a Bethe lattice, when the external field is varying cyclically with decreasing magnitudes. We also discuss some properties of stable configurations, when the external field is varying. We study the model with an asymmetric distribution of quenched fields, in the limit of low disorder in two and three dimensions. We relate the spin flip process to bootstrap percolation...

Barkhausen noise in the Random Field Ising Magnet Nd$_2$Fe$_{14}$B

Xu, J.; Silevitch, D. M.; Dahmen, K. A.; Rosenbaum, T. F.
Fonte: Universidade Cornell Publicador: Universidade Cornell
Tipo: Artigo de Revista Científica
Publicado em 14/02/2015
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26.53%
With sintered needles aligned and a magnetic field applied transverse to its easy axis, the rare-earth ferromagnet Nd$_2$Fe$_{14}$B becomes a room-temperature realization of the Random Field Ising Model. The transverse field tunes the pinning potential of the magnetic domains in a continuous fashion. We study the magnetic domain reversal and avalanche dynamics between liquid helium and room temperatures at a series of transverse fields using a Barkhausen noise technique. The avalanche size and energy distributions follow power-law behavior with a cutoff dependent on the pinning strength dialed in by the transverse field, consistent with theoretical predictions for Barkhausen avalanches in disordered materials. A scaling analysis reveals two regimes of behavior: one at low temperature and high transverse field, where the dynamics are governed by the randomness, and the second at high temperature and low transverse field where thermal fluctuations dominate the dynamics.; Comment: 16 pages, 7 figures. Under review at Phys. Rev. B

Barkhausen noise in the random field Ising magnet Nd_2Fe_(14)B

Xu, J.; Silevitch, D. M.; Dahmen, K. A.; Rosenbaum, T. F.
Fonte: American Physical Society Publicador: American Physical Society
Tipo: Article; PeerReviewed Formato: application/pdf; application/pdf
Publicado em 01/07/2015
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26.53%
With sintered needles aligned and a magnetic field applied transverse to its easy axis, the rare-earth ferromagnet Nd_2Fe_(14)B becomes a room-temperature realization of the random field Ising model. The transverse field tunes the pinning potential of the magnetic domains in a continuous fashion. We study the magnetic domain reversal and avalanche dynamics between liquid helium and room temperatures at a series of transverse fields using a Barkhausen noise technique. The avalanche size and energy distributions follow power-law behavior with a cutoff dependent on the pinning strength dialed in by the transverse field, consistent with theoretical predictions for Barkhausen avalanches in disordered materials. A scaling analysis reveals two regimes of behavior: one at low temperature and high transverse field, where the dynamics are governed by the randomness, and the second at high temperature and low transverse field, where thermal fluctuations dominate the dynamics.