بررسی اثر پارامترهای کنترلی فرآیند عملیات سطحی کوبش فراصوتی بر تنش های پسماند ایجاد شده روی ورق آلومینیوم آلیاژی Al۶۰۶۱

چکیده    عملیات سطحی کوبش فراصوتی (اولتراسونیک نیدل پینینگ) از روش های نوین قابل استفاده جهت تقویت سطوح قطعات فلزی در برابر بارگذاری های استاتیکی و دینامیکی می­باشد. استفاده از این فرایند نیازمند انتخاب دقیق و بهینه پارامترهای عملکردی است. در پژوهش حاضر، با استفاده از مطالعه عددی تاثیر پارامترهای مانند: قطر پین (Needle)، دامنه، سرعت حرکت دستگاه و نیروی استاتیکی بر روی تنش پسماند ایجاد شده روی ورق­های آلومنیوم آلیاژی Al۶۰۶۱ بررسی شده است. با استفاده از دستگاه تفرق اشعه ایکس تنش پسماند اندازه­گیری شد. از روش لایه برداری الکتروشیمیایی جهت اندازه­گیری توزیع تنش پسماند در عمق نمونه استفاده گردید. مدل سه بعدی اجزاء محدود فرایند عملیات سطحی کوبش فراصوتی با استفاده از نرم­افزار آباکوس شبیه­سازی شد. با استفاده از اندازه­گیری­های آزمایشگاهی تنش پسماند مدل اجزا محدود ارایه شده اعتبار سنجی شد. سپس، پارامترهای مهم فرایند کوبش فراصوتی با استفاده از نرم­افزار اجزاء محدود بررسی شد. جهت طراحی آزمایش­ها و بهینه­سازی  پارامتراهای فرایند از روش تاگوچی استفاده شد. بر اساس نتایج مشخص شد که قطر پین در مقایسه با پارامترهای دیگر تاثیر کمتری بر روی تنش پسماند فشاری بیشینه دارد و تنش پسماند با افزایش دامنه و کاهش سرعت حرکت ابزار افزایش می­یابد. همچنین، در حالت انتخاب پارامترهای بهینه بیشینه تنش پسماند ۲۴% افزایش یافت.

کلیدواژه ها:

Ultrasonic needle peening ، Finite element ، Optimization ، Residual stress ، کوبش فراصوتی ، اجزاء محدود ، بهینه سازی ، تنش پسماند.