بررسي عددي تأثير پارامترهاي فرايند شات ‌پينينگ بر توزيع تنش‌ هاي پسماند با استفاده از مدل المان محدود سه‌ بعدي تصادفي

شات ‌پينينگ يك فرايند كار سرد است كه براي افزايش عمر خستگي قطعات فلزي از طريق ايجاد تنش پسماند فشاري در سطح آنها بكار مي‌رود. بررسي تجربي پارامترهاي اين فرايند بسيار مشكل و پرهزينه است؛ لذا معمولاً از روش المان محدود براي شبيه‌سازي و بررسي پارامترهاي اين فرايند استفاده مي‌شود. بااين‌حال، اكثر مدل‌هاي اجزاي محدود موجود قادر به توصيف حركت تصادفي و واقعي جريان شات‌ها نيستند و از نظر مدل‌سازي تعداد شات‌ها نيز محدوديت دارند؛ بنابراين در اين تحقيق در مرحله اول يك مدل المان محدود از فرايند شات‌پينينگ ارائه مي‌گردد كه قادر به شبيه-سازي حالت تصادفي و پر تعداد اين فرايند است و در مرحله بعد توسط آن تأثير پارامترهاي مختلف اين فرايند مانند اندازه، سرعت و زاويه پرتاب شات‌ها بر تنش پسماند بررسي مي‌گردد. مطابق با نتايج به‌دست‌آمده، مقادير بهينه براي اندازه قطر شات‌ها برابر 1/5 ميليمتر، براي سرعت پرتاب شات‌ها برابر با 100 متر بر ثانيه و براي زاويه پرتاب شات‌ها برابر با 90 درجه حاصل گرديد. همچنين افزايش قطر شات‌ها بيشترين و افزايش زاويه پرتاب شات‌ها كمترين تأثير را در افزايش مقدار و عمق تنش پسماند داشتند. در ضمن پارامتر مهم شدت شات‌پينينگ كه معمولاً از طريق تجربي و توسط گيج آلمن اندازه‌گيري مي‌شود، توسط اين مدل و به‌صورت عددي اندازه‌گيري گرديد. نتايج به‌دست‌آمده تطابق خوبي با نتايج تجربي حاصل از كار ديگر محققين داشت و لذا مي‌توان از اعتبار مدل ارائه شده اطمينان حاصل نمود.