بررسی تجربی و شبیه سازی عددی توزیع تنش های پسماند غلتک های نورد در فنآوری کوبش التراسونیک

در این تحقیق برای تعیین تنش پسماند غلتک های نورد از جنس فولاد گرافیتی (GSH۴۸) ، روش غیر مخرب پراش اشعه ایکس استفاده شد.در این روش، برای تعیین تنش پسماند از تغییرات فاصله بین صفحات کریستالی به عنوان کرنش استفاده می کند. تعیین تنش پسماند بر روی نمونه ها قبل و بعد از فناوری کوبش التراسونیک (UPT) در عمق های مختلف انجام شد. در فنآوری کوبش التراسونیک با ایجاد کار سختی و فشردگی در لایه های سطحی قطعه کار باعث بهبود برخی خواص مکانیکی از جمله تنش پسماند می شود. با شبیه سازی و ساخت ابزار ارتعاشی التراسونیک و نصب آن بر روی دستگاه تراش، عملیات UPT بر روی نمونه های آماده شده از غلتک های نورد انجام گرفت. اندازه گیری تنش پسماند از سطح تا عمق ۰.۵ میلیمتر، قبل و بعد از فرایند کوبش التراسونیک انجام شد. با شبیه سازی عددی فنآوری کوبش التراسونیک، توزیع تنش پسماند تجربی و شبیه سازی عددی مقایسه گردید. نتایج مبین افزایش تنش پسماند فشاری در حدود ۰.۴ میلیمتر از سطح بعد از عملیات UPT می باشد. افزایش تنش پسماند فشاری باعث اقزایش استحکام و عمر خستگی آنها می شود و راندمان کاری آنها اقزایش می یابد. محاسبه اندازه دانه سطح بعد از عملیات کوبش التراسونیک از روی الگوی پراش پرتو X با استفاده از رابطه ویلیامسون – هال انجام گرفت که اندازه دانه ۶۰.۲ نانومتر حاصل شد. این ریز دانه شدن ساختار سطح به دلیل چینش مجدد نابجایی ها در اثر ارتعاش با فرکانس بالا و تغییر شکل شدید پلاستیک بعد از عملیات UPT رخ می دهد.

کلیدواژه ها:

Ultrasonic Peening Technology (UPT) ، Abaqus ، X-ray diffraction ، Residual stresses ، Grain size ، فنآوری کوبش التراسونیک ، آباکوس ، پراش پرتو X ، تنش های پسماند ، اندازه دانه