اندازه گیری تنش پسماند سه محوره با استفاده از امواج التراسونیک در حالت دسترسی به یک نقطه

این مقاله به بررسی روشی مبتنی بر امواج التراسونیک برای اندازه گیری غیر مخرب تنش پسماند سه محوره در موادی می پردازد که دسترسی به آن ها از یک نقطه محدود است. روش های رایج اندازه گیری تنش پسماند، نظیر تفرق اشعه ایکس، اغلب محدود به اندازه گیری تنش های سطحی هستند، در حالی که تنش پسماند می تواند در عمق قابل توجهی از قطعه وجود داشته باشد. استفاده از امواج حجمی التراسونیک این امکان را فراهم می آورد تا علاوه بر مزایای شناخته شده این روش (قابلیت حمل، سرعت و سهولت استفاده، هزینه کم و غیر مخرب بودن)، بتوان تنش ها را در سه بعد و در عمق های مختلف مورد ارزیابی قرار داد. پایه این روش بر پدیده آکوستوالاستیک استوار است که بر اساس آن، سرعت امواج التراسونیک با تغییرات تنش در ماده تغییر می کند. در این مقاله، ضمن مرور مبانی نظری اثر آکوستوالاستیک و معادلات مربوط به تغییر سرعت امواج طولی و عرضی تحت تنش، یک روش پیشنهادی برای اندازه گیری تنش پسماند سه محوره با استفاده از امواج التراسونیک در شرایط دسترسی محدود به یک نقطه ارائه می شود. علاوه بر این، مقاله نشان می دهد که چگونه می توان با اعمال فرضیات مناسب، از این روش برای اندازه گیری تنش دو محوره بدون نیاز به اطلاع دقیق از ضخامت قطعه و همچنین اندازه گیری ساده تر تنش تک محوره بهره برد. مراحل کالیبراسیون ضروری برای تعیین ضرایب آکوستوالاستیک ماده مورد بررسی و ملاحظات مربوط به عوامل موثر بر دقت اندازه گیری نیز مورد بحث قرار گرفته اند. روش ارائه شده، با توجه به قابلیت حمل، سرعت و هزینه کم تجهیزات التراسونیک، یک ابزار کارآمد برای ارزیابی غیر مخرب تنش پسماند در کاربردهای مهندسی مختلف به شمار می رود.

کلیدواژه ها:

تنش پسماند سه محوره ، التراسونیک ، عمق ، سطح در دسترس