مطالعه امکان به کارگیری حرارت در اندازه گیری تنش

بروز تنش باقیمانده در قطعات در اثر تغییر شکل امری بدیهی است، بنابراین نیاز به اندازه گیری این تنش امری لازم می باشد. در یک تقسیم بندی کلی روش های اندازه گیری تنش باقیمانده شامل سه گروه است، روش های مخرب که باعث تخریب کامل قطعه مورد اندازه گیری می شوند، روش های نیمه مخرب که در این حالت قطعه قابل بازیابی و استفاده مجدد می باشد و روش های غیر مخرب که هیچ گونه اثر سویی بر روی قطعات ندارند. در این پژوهش امکان اندازه گیری تنش باقیمانده به کمک حرارت بررسی می شود، بدین منظور از تغییرات مدول الاستیسیته فلزات به دلیل تغییرات دما استفاده شده است. این پژوهش شامل سه بخش است، در قسمت نخست با بیان انواع روش های اندازه گیری تنش باقیمانده، به معرفی و نحوه اجرای هر یک از روش های مورد نظر پرداخته می شود. در بخش دوم به مطالعه و بررسی اثر روش سوراخ کاری (که یکی از مهم ترین روش های اندازه گیری تنش باقیمانده به صورت نیمه مخرب است و از نظر اصول شباهت زیادی با روش پیشنهادی دارد) پرداخته می شود. همچنین شبیه سازی روش فوق در نرم افزار المان محدود آباکوس، صحت شبیه سازی با استفاده از روابط موجود تأیید می شود. برای بررسی امکان اندازه گیری تنش باقیمانده به وسیله حرارت، با توجه به اینکه در یک نیروی ثابت، تغییرات دما باعث تغییر در اندازه کرنش ناشی از نیروی ثابت در یک جسم می شود و با در نظر گرفتن تغییرات مدول الاستیسیته به دلیل اثرات دما، پیشنهاد جدیدی طرح ریزی می شود. برای بررسی این منظور بجای ایجاد سوراخ در روش سوراخ کاری از تغییر مدول الاستیسیته در همان ناحیه هندسی سوراخ استفاده می شود، در این حالت و با حل مدل شبیه سازی شده به بررسی نتایج حاصله پرداخته می شود. در بخش سوم برای مطالعه ملموس تر موضوع و مشاهده اثر تغییر دما در اندازه کرنش رخ داده، آزمایش عملی انجام گرفته است، در این آزمایش با ساخت دستگاهی به بررسی اثر حرارت بر روی کرنش آزادشده در یک نیروی مشخص پرداخته می شود. برای این منظور مقدار کرنش را در دو حالت اعمال نیرو و اعمال حرارت به طور جداگانه ثبت کرده و در نهایت با اعمال همزمان نیرو و حرارت مقدار کرنش ثبت خواهد شد. مشاهده می شود اندازه کرنش حاصل از اعمال همزمان نیرو و حرارت بیش از حاصل جمع کرنش ناشی از نیرو و کرنش ناشی از حرارت است. این مقدار کرنش می تواند مبنایی برای اندازه گیری تنش باشد.