تحلیل فرآیند اتوفرتاژ چرخشی سیلندرهای جداره ضخیم با در نظرگیری اثر باوشینگر و معیار تسلیم ترسکا

فرآیند اتوفرتاژ به عنوان یکی از کارآمدترین روشهای بهبود مقاومت مکانیکی قطعات تحت فشار با ایجاد تنشهای پسماند فشاری در دیواره داخلی ظروف فشار قوی و استوانه های جداره ضخیم نقشی اساسی در افزایش طول عمر و ایمنی این سازه ها ایفا می کند. در پژوهش حاضر فرآیند اتوفرتاژ چرخشی به صورت تحلیلی مورد مطالعه قرار گرفته است. در این روش، استوانه تحت سرعت زاویه ای تدریجی قرار می گیرد و نیروی گریز از مرکز ناشی از چرخش منجر به ایجاد تغییر شکل پلاستیک در ناحیه داخلی و تشکیل یک مرز الاستیک پلاستیک در ضخامت دیواره می شود. در تحلیل حاضر ماده به صورت الاستیک پلاستیک کامل در نظر گرفته شده و معیار تسلیم ترسکا به عنوان معیار حاکم بر تسلیم انتخاب شده است. معادلات تعادل، سازگاری و ساختاری استخراج و با حل تحلیلی روابط توزیع تنش شعاعی، محیطی و موثر در دو فاز بارگذاری و باربرداری محاسبه گردید. برای پیاده سازی عددی، معادلات نرم افزار MATLAB مورد استفاده قرار گرفت و اثر پارامتر باوشینگر بر توزیع تنش پسماند شعاع پلاستیک و مقدار بهینه تنش محیطی بررسی شد. نتایج نشان می دهد که فرآیند اتوفرتاژ چرخشی ضمن ایجاد تنش های پسماند یکنواخت تر نسبت به روش فشاری، امکان دستیابی به شعاع پلاستیک بزرگ تر و بهبود مقاومت کاری استوانه را فراهم می سازد.

کلیدواژه ها:

اتوفرتاژ ، چرخشی ، معیار تسلیم ، ترسکا ، اثر باوشینگر ، تنش پسماند ، استوانه جداره ضخیم