دانشگاه آزاد اسلامی
واحد تهران جنوب
دانشکده تحصیلات تکمیلی
سمینار برای دریافت درجه کارشناسی ارشد “M.SC”
مهندسی مکانیک- طراحی کاربردی
عنوان:
رهاسازی تنش قطعات جوشکاری شده بر اثر بارگذاری دینامیکی با
استفاده از روشهای موجود
چکیده:
جلوگیری از واماندگی خستگی یک هدف مهم در طراحی بسیاری از سازههای انتقال بار استفاده
شده در مهندسی مکانیک و فرآیندهای صنعتی است. تجهیزات کشاورزی و ساختمانی، پلها، کشتیها،
جرثقیلها و تجهیزات دوار مثالهایی از سازههای جوشکاری شده پیچیدهای هستند که تحت بارهای
خستگی بسیار زیاد قرار دارند. در طول سیکل بارگذاری، ضعیفترین نقطه از سازههای ساخته شده
معمولاً نقاط جوشکاری شده آنهاست. فرآیند جوشکاری ناحیهای را ایجاد میکند که تمرکز تنش محلی
بسیار بالا و معمولاً تنش پسماند کششی بسیار زیادی را در بر دارد. یک روش مناسب برای بهبود
مقاومت خستگی اتصالات جوشکاری شده این است که زمان شروع رشد ترکهای خیلی کوچک که
معمولاً در جوشکاری مشاهده می شود، را افزایش داد. روشهای افزایش زمان شروع رشد ترک را در
حالت کلی میتوان به دو دسته تقسیم بندی نمود: روشهایی که توزیع تنش را در نزدیکی محل جوش
با ایجاد تنشهای پسماند فشاری مفید بهبود میبخشند و روشهایی که هندسه موضعی پاشنه جوش را
اصلاح میکنند تا نقصهای اولیه حاصل از جوشکاری را حذف نموده و تمرکز تنش موضعی را کاهش
دهند. در مباحث ارائه شده سعی گردیده است تا چند روشی که بطور عمومی در صنعت کاربرد دارد،
توضیح داده شود.
مقدمه:
یکی از مهمترین هدفهای طراحان صنعتی استفاده بهینه از قطعات و اطلاع از قابلیت اعتماد و
کارآیی قطعات میباشد تا بتوانند بهترین استفاده را از وضع موجود قطعات برده باشند. عوامل بسیار
زیادی بر روی کیفیت قطعات مؤثر است. بدون شک یکی از مهمترین این عوامل وجود تنش پسماند در
قطعات میباشد. هر طراحی که از وجود این نوع تنشها در قطعات بیاطلاع باشد مسلماً نمیتواند دید
صحیحی از عملکرد قطعه مورد نظر داشته باشد. شناسایی این نوع تنشها راه را برای استفاده مناسب و
بهینه قطعات هموار خواهد نمود. شخص طراح با اتکاء به این دانش مطمئناً طرح خود را بهبود میبخشد
و آنچنان که باید و شاید نهایت استفاده از قطعه را خواهد برد و از بروز عوارض ناگوار جلوگیری خواهد
کرد. وجود تنشهای پسماند در قطعات، در بعضی موارد سبب افزایش کارایی و در برخی دیگر، کاهش
کارایی را موجب میشود. در بعضی موارد حساس که قطعه باید کارایی فوقالعاده داشته باشد، شناسایی
چنین تنشهایی ضروری به نظر میرسد. برای تأکید بیشتر بر اهمیت تنشهای پسماند، به ذکر برخی از
مواردی که شناسایی این تنشها بسیار مهم است پرداخته میشود.
یکی از مواردی که تنش پسماند در آن ایجاد می شود، پره توربین است. اگر این نوع تنشها در
پره مشخص شوند، مسلماً از خسارات عظیمی که در پی شکستن پرههای توربین به وجود میآید
جلوگیری خواهد شد. طراحان، تنشهای پسماند موجود در بال هواپیما را باید پی در پی اندازهگیری
کنند تا از عمر باقیمانده آن اطلاعات کافی داشته باشند که در غیر این صورت عوارض ناگوار جانی و
مالی را به همراه خواهد داشت. تنشهای پسماند نیز در بسیاری از سازههای مهندسی مانند هواپیماها و
رآکتورهای هستهای پدید میآیند که بعضاً باعث شکست زود هنگام قطعات میگردند. در جوشها وجود
این تنشها بر عملکرد صحیح آنها تأثیر بسزایی میگذارد. در چند دهه گذشته در مجامع صنعتی تلاش
و کوشش فراوانی برای شناسایی این تنشها انجام دادهاند تا بتوانند دید صحیحی از کارائی جوش داشته
باشند.
فرآیندهای جوشکاری در بسیاری از صنایع برای تولیدات قطعات سبکتر و سادهتر استفاده
میشود. فرآیند جوش میتواند دو ماده شبیه به هم را با یک نواری که خواص مکانیکی مشابهی با ماده
اصلی دارد، به یکدیگر متصل نماید. متأسفانه این روش تنشهای پسماندی را در قطعات جوشکاری شده
ایجاد میکند که اگر با عملیاتی خاص رهاسازی نگردند میتواند سبب اعوجاج قطعه، واماندگی زودرس
در هنگام خستگی و یا ترک در طول قسمت جوشکاری شود. تنشهای پسماند ناشی از جوشکاری، در
اثر گرم و سرد شدن سریع مواد در نزدیکی منبع گرمایی ایجاد میشوند. تنشهای پسماند کششی عمر
خستگی مؤثر قطعات جوشکاری شده را کاهش داده که این پدیده عامل واماندگی زودرس قطعه میشود.
هدف این سمینار بحث درباره روشهای مختلف اندازهگیری تنش در فلزات و شیوههای رهاسازی تنش
پسماند قطعات جوشکاری شده است.
براي دانلود متن كامل پايان نامه اينجا كليك كنيد
نظرات شما عزیزان:
تبادل لینک هوشمند