اندازه گیری غیر مخرب تنش پسماند در قطعات فولادی جوشکاری شده با روش برهمنگاری تصاویر دیجیتالی

فروش ورق a36،ورق ساختمانی A36،ورق دریایی A36، پروفیل ساختمانی A36 ((بهترین قیمت)) ((قیمت رقابتی))

تنش پسماند نوعی از تنش‌های داخلی است که بدون تأثیر بارهای خارجی درون جسم وجود دارد. همواره تنش پسماند موجود در قطعات بخشی از استحکام ماده را تحت تأثیر قرار می‌دهد. تنش‌های پسماند ممکن است طی فرآیند ساخت یا در طول دوره‌ی کاری، در قطعه به وجود آیند. این گونه تنش‌ها در بسیاری از موارد، به ویژه زمانی که سازه تحت بارهای متناوب یا محیط‌های خورنده باشد. نقش عمده‌ای در تخریب سازه دارند.

تنش‌های پسماند در همه موارد نقش مخرب ندارند و این امر بستگی به مقدار، علامت و توزیع تنش‌های پسماند. در مقایسه با تنش‌های ناشی از بار خارجی دارد. اندازه‌گیری تنش پسماند به سه صورت مخرب Destructive، نیمه مخرب Semi Destructiveو غیر مخرب Non Destructiveانجام می‌شود.

روش‌های مخرب به علت تخریب ساختار قطعه اولیه در فرآیند ارزیابی تنش پسماند دارای محدودیت‌هایی می‌باشند. به همین علت استفاده از روش‌های با دقت بالا و غیر مخرب در صنعت بسیار حایز اهمیت می‌باشد [1]. امروزه در بین روش‌های غیر مخرب، استفاده از روش‌های نوری که قابلیت ارزیابی به صورت مام صفحه Full-field و در موقعیت In-Situ را دارا می‌باشند. بسیار مورد توجه قرار دارد[2]. این روش‌ها دارای سرعت و دقت بالا، هزینه پایین و عدم وابستگی به ریزساختار و کیفیت سطوح می‌باشند [3].

در بین روش‌های نوری ارزیابی تنش پسماند، روش برهمنگاری تصاویر دیجیتالی Digital Image Correlation (DIC). به علت هزینه پایین، سرعت بالا و عدم نیاز به مواردی نظیر تحلیل فازها. هاله‌ها و امواج نسبت به سایر روش‌های نوری دارای برتری می‌باشد [4]. این روش برا اولین بار در سال 1982 توسط پروفسور ساتن به منظور به دست آوری میدان جابجایی معرفی شد [5]. پیتر و همکاران در سال 1983 از این روش برای به‌دست آوری میدان کرنش استفاده کردند [6].

ساتن و همکاران این روش را بهبود دادند و به اثبات دقت آن در محاسبه میدان کرنش پرداختند [7]. آنها از روش نیوتن-رافسون برای بهینه‌سازی الگوریتم برهمنگاری استفاده کردند [8]. وندرکس الگوریتم اولیه این روش را بهینه کرد و دقت میدان جابجایی را افزایش داد [9].

وندرکس و ناوس از این روش برای اندازه‌گیری میدان کرنش در ابعاد کسر میکرونی استفاده کردند [10]. سپس محققان مختلفی بر روی الگوریتم و بهبود آن تحقیق کردند [12,11]. چین و بروک یک الگوریتم جدید برای آنالیز میدان‌های غیر پیوسته و دارای ترک ارایه کردند [13]. رتور و همکاران الگوریتم دیگری را برای تحلیل ترک و ترک‌یابی توسعه دادند [15,14]. ساتن و همکاران با استفاده از برهمنگاری سه‌بعدی، اثر جابجایی خارج از صفحه در برهمنگاری دوبعدی را بررسی کردند [16].

آنها با استفاده از برهمنگاری سه‌بعدی، اثر فاصله قرارگیری دوربین در میدان‌های جابجایی حاصل از برهمنگاری دوبعدی و خطای روش را بررسی کردند. در سال 2012 برنگر و همکاران تأثیر روش‌های متفاوت در ایجاد الگوی تصادفی بر میدان‌های جابجایی دوبعدی را مطالعه کردند [17]. با توجه به اهمیت ارزیابی تنش پسماند در قطعات، استفاده از روش‌های نوری برای ارزیابی تنش پسماند به سرعت مورد مطالعه قرار گرفت. پژوهشگران زیادی در حوزه ارزیابی تنش پسماند با استفاده از روش‌های نوری فعالیت کرده‌اند.

شاجر در سال 2009 پیشرفت‌های اخیر در اندازه‌گیری تنش پسماند را مرور کرد [18]. کورسونسکای و همکاران به بررسی تنش‌های پسماند در مقیاس میکرون پرداختند [19].

آنها در این پژوهش به بررسی ورق‌های پوشش دهی شده نازک با استفاده از روش‌های ماشینکاری. پرتوهای متمرکز Focused ion beam (FIB) و برهمنگاری تصاویر دیجیتالی پرداختند. کروتنسالر و همکاران به معرفی روش جدیدی برای بررسی تنش پسماند. در ورق‌های نازک از طریق ترکیب روش‌های ماشینکاری پرتوهای متمرکز و برهمنگاری تصاویر پرداختند [20]. یاوو و همکاران به بررسی تنش پسماند در فرآیند جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی اتصالات لب به لب. با استفاده از روش برهمنگاری تصاویر دیجیتالی و روش مقطع زنی Digital image correlation (DIC)-aided slitting technique پرداختند [21].

مارکو و همکاران در سال 2011 به بررسی تنش پسماند ورق‌های نازک پوشش داده شده از طریق روش یون متمرکز-برهمنگاری تصاویر پرداختند [22]. سباستیانی و همکاران در سال 2014 به بررسی و محاسبه ضریب پواسون و تنش پسماند. در مقیاس میکرون با استفاده از روش‌های ماشینکاری پرتوهای متمرکز، شیارزنی و برهمنگاری تصاویر دیجیتالی پرداختند [23]. داینس و همکاران در سال 2009 به بررسی اندازه‌گیری تنش پسماند در مقیاس میکرو برای فولادها با استفاده از روش‌های یون متمرکز-برهمنگاری تصاویر پرداختند [24].

وینیاریسکی و همکاران به اندازه‌گیری تنش پسماند در مقیاس میکرون با استفاده از روش سوراخکاری و برهمنگاری تصاویر دیجیتالی پرداختند. که در این پژوهش روش جدید سوراخکاری تحت عنوان سوراخکاری تدریجی میکرونی Incremental micro-hole-drilling معرفی گردید [25]. نلسون و همکاران به تخمین تنش پسماند با استفاده از روش برهمنگاری تصاویر دیجیتالی سه‌بعدی پرداختند [26]. در بیشتر پژوهش‌های انجامی در حوزه اندازه‌گیری تنش پسماند با استفاده از روش‌های نوری. این روش‌ها در کنار یکی از روش‌های مخرب یا نیمه مخرب مورد استفاده قرار گرفتند. در راستای استفاده از روش‌های نوری برای ارزیابی تنش پسماند به صورت غیر مخرب، پژوهش‌های محدودی صورت پذیرفت.

کیم و همکاران به بررسی غیر مخرب تنش پسماند در نمونه‌های مورد جوشکاری لب به لب. با استفاده از روش تداخل سنجی الگوهای لکه‌ای Electronic Speckle Pattern Interferometry (ESPI) پرداختند. آنها دو نوع نمونه مهیاسازی کردند که نمونه نوع اول فلز پایه و نمونه نوع دوم فلز جوش دهی می‌باشد. آنها روش جدیدی معرفی کردند و پس از انجام آزمون کشش بر روی تمامی نمونه‌ها، میزان تنش پسماند محاسبه شده است.

پس از اندازه‌گیری تنش پسماند تمامی مراحل در نرم‌افزار اجزای محدود محاسبه شد. و نتایج آن با میزان تنش پسماند بدست آمده، مقایسه شده است [27]. کیم و همکاران به اندازه‌گیری غیر مخرب تنش پسماند با استفاده از روش تداخل سنجی الگوهای لکه‌ای برای قطعات فولادی مورد جوشکاری پرداختند. آنها به معرفی روش جدید بر پایه قانون هوک پرداختند. که قابلیت اندازه‌گیری تنش پسماند به صورت غیر مخرب را دارد.

به این منظور قطعات فولادی با استفاده از فرآیند جوشکاری قوسی با محافظت گاز جوشکاری شدند. و میزان تنش پسماند ایجادی در قطعات با استفاده از روش تداخل سنجی الگوهای لکه‌ای و روش مورد معرفی اندازه‌گیری گردید. به این منظور چهار نمونه فلز پایه، فشاری، کششی و بازپختی کششی مطابق استاندارد برش خورد و مورد ارزیابی قرار گرفت. تمامی نمونه‌ها تحت آزمون کشش قرار گرفتند و در حین آزمون کشش از نمونه‌ها تصویربرداری شده است.

پس از انجام آزمون کشش و تحلیل تصاویر ثبتی توسط روش تداخل سنجی الگوهای لکه‌ای، مشخص گردید. که الگوهای ایجادی جابجایی برای نمونه فلز پایه و جوش داده شده متفاوت می‌باشد. و دلیل این امر وجود تنش پسماند در نمونه‌های جوشکاری شده می‌باشد [28].

در این مقاله با توجه به برخی برتری‌های روش برهمنگاری تصاویر دیجیتالی نسبت به سایر روش‌های نوری. به بررسی و اندازه‌گیری تنش پسماند بر روی قطعات فولادی مورد جوش دهی با استفاده از روش برهمنگاری تصاویر دیجیتالی بررسی گردید. در این راستا پس از بررسی تئوری مورد استفاده، نمونه‌های تجربی مورد مهیاسازی و تنش پسماند با روش مورد معرفی در آنها اندازه‌گیری انجام شد.

استیل دی (Steel day)

با سالها تجربه در زمیه عرضه و توزیع انواع استیل بگیر و استیل نگیر. و همچنین انواع فولادهای نسوز و فولادهای دریایی و ساختمانی توانسته است رضایت مشتریان خویش را فراهم نماید. زیرا کارشناسان مجرب استیل دی آماده اند تا در زمینه مشاوره و ارائه دادن بهترین پیشنهادات خرید محصول به مشتریان عزیز خدمات رسانی نمایند.صنعتگر محترم و گرامی از اینکه استیل دی را جهت خرید فولاد آلیاژی مورد نیاز خویش انتخاب می نمایید از شما سپاسگزاریم.تمام محصولات استیل دی بر حسب نوع کالا دارای گواهینامه ها و آنالیزهای معتبر داخلی و خارجی می باشند.

ارتباط با ما:
09922704358
02166396590
واتس آپ: 09922704358
ارتباط با ما در شبکه های اجتماعی
https://t.me/steel_day تلگرام
https://www.instagram.com/steel_day.ir اینستاگرام
ایمیل: [e-mail]
https://steel-day.ir/ وبسایت استیل دی