تحلیل آماری توزیع تنش پسماند اطراف سوراخ دایره ای شکل کارسرد شده و تاثیر آن بر عمر خستگی آلیاژ al2024-t351

در این رساله، میدان تنش¬های پسماند اطراف سوراخ کارسرد شده و تاثیر آن بر عمر خستگی، از نگاه آماری بررسی و تحلیل شده است. برای اندازه¬گیریِ تنش¬های پسماند در اطراف سوراخِ کار سرد شده، از کرنش¬سنج استفاده شده و در واقع کرنش¬های سطحی به عنوان شاخصی مناسب برای به دست آوردن میدان تنش¬های پسماند معرفی شده¬اند. استفاده از دو کرنش¬سنج در یک فاصله شعاعیِ یکسان در دو نقطه مقابل هم یکی در امتداد شعاعی و دیگری در امتداد محیطی (البته در ناحیه ارتجاعی اطراف سوراخ) با کمک روابط تحلیلی می¬تواند منجر به حصول میدان تنش¬های پسماند گردد. به منظور تحلیل آماری و به دست آوردن خواص تصادفی تنش¬های پسماند و تاثیر آن بر عمر خستگی، ابتدا دوازده نمونه دمبلی شکل سوراخدار از جنس آلیاژ آلومینیوم 2024-t351 که در صنایع هوا فضا کاربرد وسیع دارد، تحت آزمایش خستگی قرار گرفت. سپس هفت نمونه مشابه تحت آزمایش کار سرد با درجه انبساط 4% و تحت آزمایش خستگی با همان شرایط بارگذاری قرار گرفته¬اند. در هفت نمونه مزبور، کرنش¬ سطحی توسط کرنش¬سنجِ نصب شده در اطراف سوراخ ثبت گردید. آزمایش کار سرد توسط دستگاه کشش تک محوره zwick z250 و آزمایش خستگی توسط دستگاه سروهیدرولیک شنک انجام شده است. نتایج آزمایش کار سرد مشتمل بر کرنش¬های ثبت شده و تنش پسماند به دست آمده از روابط تحلیلی با نتایج تحلیل اجزای محدود از نرم افزار abaqus6.11 مقایسه گردید که موید همخوانی مناسب می¬باشد. پراکندگی موجود در کرنش¬های ثبت شده در حین فرایند کار سرد حاکی از تصادفی بودن مقدار کرنش¬ و تنش پسماند در اطراف سوراخ کار سرد شده بوده که این پراکندگی در نتایج آزمایش خستگی نمونه¬ها نیز به چشم می¬خورد. تحلیل آماری نتایج توسط نرم افزار آماری spss15 صورت گرفته که بر اساس آزمون¬های آماری معتبر، توزیع احتمالاتی کرنش¬ها و تنش¬های پسماند و عمر خستگی نمونه¬ها از نوع نرمال معرفی می¬گردند. انجام فرایند کار سرد بر روی سوراخ منجر به افزایش عمر خستگی تا حدود پنج برابر می¬شود که البته این نسبت مربوط به میانگین عمر خستگی نمونه¬¬ها می¬باشد. در واقع توزیع احتمالاتی عمر خستگی قبل و پس از انجام فرایند کار سرد نرمال بوده و فرایند کار سرد صرفا منجر به افزایش میزان میانگین توزیع مزبور تا حد پنج برابر می¬شود؛ که از این نتایج می¬توان برای استخراج مدل آماری قابلیت اطمینان و تعریف سیستم نگهداری و تعمیرات دوره ای قطعات سوراخدار بهره جست.