محاسبه‌ تنش‌هاي پسماند به‌وسيله‌ اندازه‌گيري كرنش‌هاي رهاشده با استفاده از تقريب‌هاي متفاوت خطي و غيرخطي

Calculating residual stresses by measured released strains using different linear and nonlinear approximations

در اين تحقيق نحوه آزادسازي كرنش‌هاي رهاشده براي محاسبه تنش‌هاي پسماند در روش سوراخ‌كاري مرحله‌اي مورد توجه قرار گرفته است. براي اين منظور يك قطعه ضخيم استوانه‌اي از جنس آلومينيوم با ضخامت 5ميلي‌متر مورد بررسي قرار گرفته است. سوراخ‌كاري به روش مرحله‌اي و با سرعت بالا در چند گام متوالي انجام شده و كرنش‌هاي رهاشده توسط يك كرنش‌سنج روزت ثبت شده است. براي تبديل كرنش‌هاي رهاشده به تنش‌هاي پسماند، توزيع كرنش‌هاي رهاشده به سه شكل تابع خطي، تابع درجه دو و تابع درجه سه در عمق سوراخ مورد مطالعه قرار گرفته است. براي هر حالت تنش‌هاي پسماند طولي، محيطي، برشي، تنش‌هاي اصلي و زاويه‌هاي اصلي براي هر گام در ضخامت قطعه محاسبه شده و به‌وسيله‌ ماتريس تنظيم تيخانوف همگرايي نتايج مورد ارزيابي قرار گرفته است. در پايان نتايج براي سه حالت مورد ارزيابي و مقايسه قرار گرفته است. نتايج حاصل از مقايسه تنش‌ها و درجه منحني‌ها نشان مي‌دهد كه منحني درجه سه براي ارزيابي كرنش‌هاي رهاشده و تبديل به تنش‌هاي پسماند مناسب‌تر بوده و مقدار خطا در منحني درجه دو از دو حالت ديگر بيشتر است.

In this study, the method of releasing strains for calculating residual stresses in hole drilling process has been considered. For this purpose, a thick piece of cylindrical aluminum of 5 mm thickness has been investigated. Stepwise and high-speed drilling was performed in several successive steps, and released strains were recorded by a rosette strain gauge. The distribution of released strains in 3 forms of functions in the depth of the hole has been studied to transform strains to stresses, a linear function, a second-order function, and a third-order function. For each case, the longitudinal, tangential, shear stresses, principle stresses, and principle angles in the thickness of the piece were calculated and the results of the convergence analysis by the Tikhonov regularization were evaluated. In the end, the results are evaluated and compared for 3 modes. The results of the comparison of stresses and the degree of curves have shown that the third-order curve is more suitable for evaluation of released strains and using to transform them to residual stresses, and the magnitude of the error in the second-order curve is greater than the two other modes.