بررسی المان محدود آزادسازی حرارتی تنش پسماند در Ti-۶Al-۴V تحت کوبش لیزری چندگانه

ایجاد تنش پسماند فشاری در قطعاتی که در تحت بارگذاری خستگی قراردارند، راه حلی اقتصادی جهت افزایش استحکام می باشد که در واقع تمام و یا قسمتی از تنش های کششی اعمال شده به قطعه خنثی می گردد. این در حالی است که تنشهای پسماند در دمای بالا عموما کاهش یافته و یا کلا از بین می روند. لذا همواره نقش این تنش های پسماند در عملکرد قطعات در دمای بالا مورد سئوال بوده است. لذا ابتدا میدان تنش ناشی از روش کوبش لیزری چندگانه مدلسازی شده و سپس تاثیر دمای کاری قطعه که منجر به پدیده ی آزادسازی دمایی این میدان تنش می گردد، بررسی شده است. ماده ی مورد استفاده آلیاژ Ti-۶Al-۴V بوده و جهت اعمال اثر رفتار غیر خطی ماده در نرخ کرنش های بالا از مدل ماده ی جانسون-کوک استفاده شده است. نتایج حاکی از آن است که میدان تنش پسماند ناشی از این فرآیند به مراتب عمیق تر از روش های مشابه مانند ساچمه زنی بوده و با اعمال کوبش لیزری چندگانه به یک نقطه می توان از حداکثر تنش فشاری ۶۴۰ مگاپاسکال در یک سیکل کوبش لیزری به ۸۳۴ مگاپاسکال در دو سیکل و ۸۸۹ مگاپاسکال در سه سیکل دست یافت. با اعمال دمای ۶۰۰ درجه سانتیگراد به قطعه نیز مشاهد شد تنش پسماند آزاد شده حرارتی در سطح نمونه ی تحت کوبش لیزی یگانه، دوگانه و سه گانه به ترتیب ۲۸.۱۳%، ۴۱.۳۷% و ۴۳.۸۷% مقدار اولیه تنش پسماند قبل از اعمال حرارت می باشد.

کلیدواژه ها:

Laser shock peening ، Johnson-Cook ، Ti-۶Al-۴V ، Residual Stress ، Thermal relaxation ، کوبش لیزری ، جانسون-کوک ، Ti-۶Al-۴V ، تنش پسماند ، آزادسازی حرارتی