عبارت جستجو را وارد کنید

post

تنش پسماند

تنش پسماند

مفهوم تنش پسماند

تنش پسماند تنشی است که پس از حذف عامل ایجاد تنش، در ماده جامد باقی می ماند. تنش های پسماند در هر سازه مکانیکی به دلایل مختلفی می تواند وجود داشته باشد. این عوامل می تواند تغییر شکل پلاستیک، تغییرات دمایی در ماده و یا تغییر در ساختار آن (تغییر فاز) باشد. این عوامل در فرآیندهای ساخت، رایج ترین پارامترهای ایجاد تنش پسماند هستند. تقریبا همه فرآیندهای ساخت مانند ریخته گری، جوشکاری، ماشینکاری، قالب زنی، تغییر شکل پلاستیک در طول خمش و نورد باعث ایجاد این تنش در جسم تولید شده می شوند.

برای مثال در قالب ریزی یک پلیمر به دلیل فشاربالا، تغییرات دما و آزاد شدن زنجیره های پلیمر پس از فرآیند، امکان ایجاد تنش پسماند قطعه وجود خواهد داشت.

Residual-Stress-Molding

تاثیرات تنش پسماند

تاثیرات تنش های پسماند وابسته به اهداف طراحی و استفاده سازه ممکن است مطلوب یا نامطلوب باشد. در مثال ذکر شده وجود این تنش در قطعه تولید شده سبب ایجاد انقباض و اعوجاج در آن می شود که مطلوب نیست. در عین حال بسیاری از طراحی ها وابسته به تنش پسماند است. به ویژه مواد شکننده و ترد می توانند از طریق تنش های پسماند فشاری مقاوم تر شوند.

تنش پسماند و مکانیزم شکست

مکانیزم شکست درمواد ترد غالبا با ایجاد یک ترک شروع می شود. زمانی که یک تنش کششی به چنین ماده ای اعمال شود، نوک ترک پدیده تمرکز تنش را تجربه می کند و در نتیجه تنش در نوک ترک از تنش متوسط اعمال شده به ماده بیشتر می شود. این پدیده سبب گسترش سریع ترک و در نتیجه  شکست ماده می شود. حال اگر یک تنش پسماند فشاری در ماده وجود داشته باشد، از شکست ترد جلوگیری می کند زیرا ترک اولیه تحت شرایط وجود تنش پسماند فشاری در ماده ایجاد شده است. با توجه به اینکه برآیند نیروهای اعمال شده به ماده ناشی از تنش های پسماند فشاری و تنش کششی ناشی از بارگذاری خارجی است، تا وقتی تنش کششی نتواند بر تنش پسماند فشاری غلبه کند، برآیند تنش اعمال شده به ماده فشاری است و از رشد ترک و نهایتا شکست جلوگیری می شود.

از دیگر تاثیرات مثبت تنش های پسماند در فرآیند Laser Peening است. در این فرآیند با استفاده از ایجاد تنش های پسماند فشاری در ماده خواصی مانند استحکام یا سختی سطح و یا عمر خستگی را ارتقا می دهند.

می توان گفت نقش تنش های پسماند در یک جسم به اندازه تنش های مکانیکی مهم است. در حالیکه تنش های ناشی از بارگذاری های خارجی با دقت قابل قبولی قابل اندازه گیری هستند، پیش بینی تنش پسماند کار آسانی نیست. بنابراین داشتن روشی قابل اعتماد برای اندازه گیری این تنش ها به طور مستقیم به گونه ای که کم ترین آسیب را به سطح برساند، امری مهم است.

تنش پسماند در جوشکاریتنش پسماند جوشکاری

گرم و سرد شدن پشت سر هم در جوشکاری و عدم امکان جابجایی در بعضی جهات، تنشهای پسماند داخلی در جوش و مناطق مجاور آن بوجود می آید. می‌توان گفت نقش تنش‌های پسماند در یک جسم به‌اندازه تنش‌های مکانیکی مهم است. در حالی که تنش‌های ناشی از بارگذاری‌های خارجی با دقت قابل قبولی قابل‌اندازه‌ گیری هستند، پیش‌بینی تنش‌های پسماند کار آسانی نیست. بنابراین داشتن روشی قابل‌ اعتماد برای اندازه ‌گیری این تنش‌ها به ‌طور مستقیم به ‌گونه‌ ای که کم‌ ترین آسیب را به سطح برساند، امری مهم است.

 

انجام پروژه های نرم افزاری مهندسی مکانیک -کلیک کنید.

منبع:طراحی اجزا جوزف ادوارد شیگلیوبسایت residual Stress

تگ ها :اصطلاحات

بدون دیدگاه

اضافه کردن نظر شما

آدرس ایمیل شما منتشر نخواهد شد.

+ 37 = 40