اندازه گیری تنش پسماند به روش سوراخکاری مرکزی
فهرست
مقدمه
1
2
3
4
تنش پسماند
روش های اندازه گیری تنش پسماند
روش سوراخ کاری مرکزی
مقدمه
عمر خستگی
عوامل
سوراخ کاری مرکزی
تنش پسماند
تنش پسماند در قطعات و اجزاء مکانیکی به تنشی گفته می شود که حتی بعد از برداشتن نیروهای خارجی در درون قطعه باقی می ماند .
. تنش پسماند با توجه به اندازه، علامت و توزیعش نسبت به تنش خارجی می تواند مفید یا مضر باشد.
تنش پسماند
تنش پسماند
اصلی ترین عامل ایجاد تنش پسماند در قطعه مراحل تولید آن است
جوشکاری
ماشین کاری
عملیات حرارتی
راه اندازی و مونتاژ
ریخته گری
تنش پسماند
وجود تنشهای پسماند فشاری در سطح قطعاتی که در معرض خستگی، خوردگی تنشی و ساییدگی لرزشی قرار دارند مطلوب است.
دسته اول
دسته دوم
دسته سوم
روش های مکانیکی
روش های نوری
تغییر خواص مرتبط
روش های اندازه گیری تنش پسماند
مته کاری حلقوی یا دایره زنی
مقطع زنی
سوراخ کاری مرکزی
مقطع زنی
سوراخ کاری مرحله ای
روش ساچ
روش های اندازه گیری تنش پسماند
روش های مکانیکی
سوراخ کاری عمیق
پراش الکترونی
پراش اشعه X
تداخل سنجی مویره
پراش نوترونی
روش های اندازه گیری تنش پسماند
روش های نوری
ترموالاستیک
ماوراء صوتی
فوتو الاستیک
الکترو مغناطیسی
روش های اندازه گیری تنش پسماند
تغییر خواص مرتبط
روش سوراخکاری مرکزی
آنالیز سوراخ راه به در
تحلیل سوراخ کور
تغییر شکل سوراخ
مادار
توسعه روابط دو جهته
مسمر
دوجهته با جهت های نامعلوم
کامپوس
1933
1936
1946
1950
تاریخچه
کرنش سنج مقاومت الکتریکی
سوت و وان کروم
پهنا و حساسیت
سوت و وان کروم
1952
اولین مرجع
کلسی
اولین قدم استاندارد
رندلر و ویگنس
ارزیابی کامل
بینی و پروکتر
1956
1966
1974
1976
تاریخچه
تجهیزات سوراخی کاری هوایی
cggb
سوراخکاری با سرعت بالا
فلامان
1980
تغییرات تنش با عمق
اونز
ضریب کالیبراسیون
آخرین انتشار
نیکولاری و فلاونات
1983
1985
2002
تاریخچه
استاندارد
روش سوراخکاری مرکزی
1- نصب کرنش سنج سه المانی بر روی قطعه کار و در جایی که تنش پسماند آن قسمت باید انداز ه گیری گردد.
2- ارتباط شبکه های سیمی گیج با قسمت نشان دهنده کرنش.
3- نصب بوش راهنمای دقیق سوراخ کاری در مرکز دستگاه کرنش سنج.
4- ایجاد سوراخ کوچک بر روی قطعه کار بعد از صفر کردن و بالانس کردن دستگاه.
5- خواندن کرنش آزاد شده مربوط به تنش پسماند داخل قطعه کار.
6- استفاده از روابط موجود و بدست آوردن ماکزیمم تنش و زاویه آن نسبت به گیج های کرنش سنج.
این روش تکنیک بسیار مدرنی است که برای اندازه گیری تنش پسماند با استفاده از کرنش آزاد شده به کار می رود. به طورخلاصه می توان این روش را به شش مرحله اصلی تقسیم کرد:
روش سوراخکاری مرکزی
روش سوراخکاری مرکزی یک تست نیمه مخرب بر روی قطعات می باشد که معمولا با توجه به عمق سوراخ و قطر آن که در محدوده ی 3 16 in – 1 32 (mm4.8-0.8) است، اثر مخرب زیادی بر روی قطعه ایجاد نخواهد کرد.در بعضی از آزمایشات معمولا سوراخ بعد از عملیات برداشته خواهد شد. معمولا این عمل توسط سنباده و یا سنگ زدن انجام می شود. البته باید دقت شود که بر اثر سنباده زدن تنش پسماند جدیدی بر روی سطح قطعه ایجاد نشود.
روش سوراخکاری مرکزی
با زدن یک سوراخ با قطر کوچک در منطقه ای که تنش های پسماندوجود دارد، تش های موجود در آن قسمت آزاد خواهند شد. این به خاطر صفر شدن تنش های برشی و نرمال روی دیواره ی سوراخ که در اینجا عمود بر نرمال سطح است، می باشد. حذف تنش های پسماند در منطقه ی سوراخ، باعث تغییرات میدان تنش در اطراف سوراخ خواهد شد. بنابراین کرنش های موضعی بر روی سطح نمونه تغییر خواهد کرد. این اصول ابتدا توسط Mathar[4] برای اندازه گیری تنش پسماند توسط تغییرات کرنش حول سوراخ بیان شد.
روش سوراخکاری مرکزی
آنالیز سوراخ راه به در
روش سوراخکاری مرکزی
آنالیز سوراخ کور
به دلیل اینکه سازه های مختلف دارای شکل های گوناگونی هستندو نیز به ندرت نازک می باشند و امکان زدن سوراخ راه به در وجود ندارد باید برای اندازه گیری مقادیر تنش پسماند از سوراخ کور استفاده کرد. یک سوراخ کور در حالت تنش صفحه ای دارای یک تنش محلی بسیار پیچیده می باشد، به این دلیل که یک حل بسته در تئوری الاستیسیته برای سوراخ کور وجود ندارد.
رندلر و ویگنس اثبات کردند که برای این حالت می توان یک شرط موازی با حالت سوراخ راه به در در مورد توزیع تنش در حالت عادی در نظر گرفت. بنابراین می توان گفت که کرنش های آزاد شده به خاطر تعبیه ی سوراخ کور در دایره های هم مرکز با سوراخ کور، ازهمان معادلات پیروی کرده و دارای تغییرات سینوسی می باشند.
دستگاه سوراخ کاری
مزایا و معایب
معایب
زمان گیر بودن
آماده سازی دقیق سطح
باقی ماندن تنش های پسماند بواسطه پولیشینگ
نیمه مخرب
سوراخکاری مرکزی
مزایا
به ریز ساختار ماده بستگی ندارد
این تکنیک در اجسام بزرگ نیز بدون احتیاج به برش قابل استفاده است.
با تشکر