اندازه گیری تحلیلی تنش های پس ماند در جوش به کمک روش موج طولی شکست یافته بحرانی

تنش های پس ماند در بسیاری از سازه ها و قطعات تولیدی به جود می آیند. پژوهش های بسیاری در خصوص چنین پدیده ای صورت گرفته تا تاثیر آن را بر روی خواص مکانیکی قطعات مطالعه کنند. در طول زمان روش های مختلفی توسعه یافته اند تا تنش های پس ماند را در قطعات مختلف و با ارزیابی مطمئن به دست آورند. اندازه گیری های غیرمخرب تنش باقی مانده جهت بهینه سازی طراحی سازه ها و کنترل استحکام مکانیکی آن ها بسیار مهم است. متاسفانه روش مطمئنی که بدون تخریب بتواند نتیجه کاملاً راضی-کننده ای در نمایش تنش های داخلی جوش ارایه دهد، وجود ندارد. نوع ماده، هندسه، کیفیت سطح، هزینه و دقت اندازه گیری برخی از پارامترهایی هستند که باید در انتخاب یک روش استاندارد لحاظ شوند. از این رو توسعه روش هایی مانند پراش اشعه x ، کرنش-سنجی سوراخ کاری و امواج فراصوت اجتناب ناپذیر است. اندازه گیری تنش توسط امواج فراصوتی روشی غیرمخرب، آسان و به نسبت قابل قبولی ارزان است که اخیراً در تعدادی از کاربردهای صنعتی رواج یافته است. روش فراصوت یکی از اقتصادی ترین روش های اندازه گیری است که می توان از آن در محیط های صنعتی بهره برد. این روش در مقایسه با دیگر روش های غیر مخرب نظیر پراش اشعه x و پراش اشعه نوترون بسیار سریعتر است و در عین حال نیازی به آزمایشگاه پیشرفته ندارد. اخیراً استفاده از موج طولی شکست یافته بحرانی در مقالات بسیاری به عنوان روش اندازه گیری تنش های باقی مانده مورد پژوهش قرار گرفته است. در این پروژه پس از مطالعه تئوری، روش اندازه گیری موج طولی شکست یافته بحرانی در مقاطع جوش تخت اعمال می شود. رهیافت تاگوچی به عنوان روش طراحی آزمایش آماری جهت بهینه سازی چهار پارامتر جوش پالسی در کمینه نمودن تنش های پس ماند طولی در فولاد 304 زنگ نزن آستنیتی به کار گرفته شده است. این پارامترها جریان پالس، جریان زمینه، درصد زمان پالس و فرکانس پالس هستند که در سه سطح مختلف و تحت آرایه متعامد l9 تاگوچی به کار می روند. پس از جوش کاری و اندازه گیری تنش با روش موج طولی شکست یافته بحرانی ، تنش های بیشینه در خط مرکزی مقاطع جوش گزارش شدند. این تنش های بیشینه کششی نسبت مستقیمی با گرمای ورودی قوس جوش داشتند. بنابراین مشخص شد که حرارت ورودی معیار مهمی در تحلیل تنش های پس-ماند است. تحلیل واریانس بر روی داده های اندازه گیری شده حاصل از نرخ های سیگنال به نویز انجام گرفته است. شرایط بهینه به دست آمده در کمترین سطح جریان پالس، جریان زمینه و درصد زمان پالس به دست آمد در حالی بیشترین سطح فرکانس باید منظور شود. با توجه به نتایج حاصل از تحلیل تاگوچی در این پایان نامه، جریان زمینه موثرترین پارامتر در تنش های پس ماند شناخته شده است. جریان پالس عامل مهم بعدی بوده و درصد زمان پالس هم در جایگاه سوم قرار دارد. فرکانس پالس نیز آخرین پارامتر موثر بوده است. میانگین این درصدها برای جریان زمینه، جریان پالس، درصد زمان پالس و فرکانس پالس در ارتفاع های اندازه گیری شده 5/1 و 3 میلیمتر از سطح به ترتیب 57% ، 29% ، 7/17% و 6/1% هستند. در نتیجه روش تاگوچی به عنوان روش پیشنهادی برای به دست آوردن شرایط بهینه در چنین مطالعاتی توصیه می شود