تنش پسماند

تنش پسماند

تنش پسماند از جمله تنشهایی است که اگر با انتخاب و نظارت متخصصان به وجود بیاید، موجب تقویت یک قطعه م یشود و اگر بهصورت ناخودآگاه اتفاق بیفتد، م یتواند باعث خرابی آن شود. ممکن است برای شما سؤال شود که تنش پسماند دق یقا چیست، چه تأثیری در قطعات دارد و شیوههای اندازهگیری آن کدام است. ما در این مقاله، قصد داریم ابتدا تنش پسماند را با بیانی ساده تعریف کنیم، سپس به سراغ بررس ی نکات تکمیلی آن برویم.

تنش پسماند چیست؟ تنش پسماند به آن تنشی گفته م یشود که پس از خارج شدن تنش اعمالی در جامدات، در آنها باقی م یماند. همانطور که در مقدمه نیز بیان کردیم، تنش پسماند به دو دسته کلی مطلوب و غیرمطلوب تقسیم م یشود. در برخی از موارد، متخصصان تلاش م یکنند که میزان تنش پسماند در یک قطعه را افزایش دهند، تا از قابلیتهای آن استفاده کنند؛ ب هعنوان نمونه، از سخ تکاری سطحی بهوسیله لیزر برای افزایش تنش پسماند فشاری استفاده م یشود. از طرف دیگر، عدم توجه به تنش پسماند در سازههای فولادی، موجب ویرانی یا خراب یهای کوچک و بزرگ در آ نها خواهد شد.
تنش پسماند چگونه ایجاد میشود؟ سازوکارهای متعددی زمینهساز ایجاد یا افزایش تنش پسماند در قطعهها خواهد شد. هر متخصصی، بنا به اینکه دق یقا چه قصدی دارد، با راهکارها و روشهای گوناگونی به فکر افزایش یا ایجاد تنش یکسان خواهد افتاد. جالب است بدانید که قطعاتی که جوشکاری م یشوند، معمولا پتانسیل ایجاد تنشهای پسماند را دارند؛ مثلا زمان ی که یک قطعه جوشکاری م یشود و پس از آن، کارشناسان اقدام به سرد کردن آن م یکنند، بعضی از بخشهای قطعه بهسرعت بیشتری سرد م یشود. در نتیجه، تنش پسماند در این بخشها بیشتر از بخشهای دیگر باقی م یماند. علاوه بر اینها، فرایندهای زیر هم زمین هساز ایجاد یا باق یماندن تنش پسماند در قطعهها خواهند شد: تغییر شک لهای ناکشسان؛ • گرادیان دما در • یک چرخه حرارتی؛ تغییرات فاز یا تغییرات ساختاری. •

تنش پسماند چه کاربردهایی دارد ؟ حالا که تنش پسماند و سازوکارهای رایج رسیدن به آن را بررسی کردیم، ممکن است این سؤال برایتان پیش بیاید که اصلا چرا متخصصان اقدام به ایجاد تنش پسماند در قطعات یا مقاطع فلزی م یکنند؟ در این بخش، قصد داریم برجستهترین کاربرد تنش پسماند را معرفی کنیم و بیان نماییم که دق یقا چگونه این تنش موجب بروز چنین مزیتی م یشود. مقاومسازی: • اگر با الفبای آهنآلات آشنایی داشته باشید، به خوبی م یدانید که هرچقدر انعطاف فلز کمتر باشد، تردی و شکنندگی آن بیشتر خواهد بود؛ البته نباید فراموش کنیم که در سایر مادههای شیمایی مانند بتن یا شیشه هم قضیه از همین قرار است. فرایند شکستگی هم به این شکل است که ابتدا یک نیروی کششی از خارج قطعه انرژی زیادی را بر آن قطعه (بتن یا یک قطعه فلزی) وارد م یکند؛ آن بخش که متحمل نیرو شده، ک مکم دچار
ترکهایی م یشوند و ناگهان هم دچار یک شکست ترد خواهد شد. در زمانهای گذشته، بسیاری از سازههای ساخته دست انسان، با همین شیوه بهسادگ ی ویران م یشدند. فرایند مقاومسازی به شیوه تنش پسماند به این شکل است که متخصصان با باقی گذاشتن تنش پسماند فشاری بر روی قطعهها، از چنین فرایندی جلوگیری م یکنند.

تنش پسماند چگونه انداز هگیری میشود؟ سه روش کلی به متخصصان یاری م یرساند تا میزان تنش پسماند را بهدرست ی اندازهگیری کنند. پیش از آنکه به سراغ بیان این سه روش برویم، باید به این مسئله بپردازیم که دق یقا چگونه کارشناسان روش مناسب برای اندازهگیری تنش پسماند را پیدا م یکنند. نکته اینجاست که عوامل تأثیرگذار گوناگونی زمین هساز انتخاب یک روش از میان سه روش کلی زیر هستند؛ این عوامل، به شرح زیر هستند: نکته اینجاست که عوامل تأثیرگذار گوناگونی زمین هساز انتخاب یک روش از میان سه روش کلی زیر هستند؛ این عوامل یا فاکتورها، به شرح زیر هستند : میزان نفوذ یا عمق ؛ • مقیاسهای طولی قابلاندازهگیری مانند مقیاس ماکروسکوپیک، موسوسکوپیک یا • میکروسکوپیک؛ • هندسه کلی نمونه. در مجموع، این نکته را فراموش نکنید که انتخاب روش مناسب برای اندازهگیری، ارتباط مستقیمی با اطلاعات ما درباره نمونه موردنظر دارد. روشهای کلی اندازهگیری تنش پسماند، شامل موارد زیر م یشود:
شیوههای مخرب برای درک بهتر این روش، باید با فرایند “آزادسازی کرنش” آشنا شویم؛ در این روش، ابتدا نمونه موردبحث را برش م یزنند تا تنشهای پسماند آن آزاد شود. پس از برشکاری، همه تغییر شک لهای نمونه را بهدقت بررسی م یکنند. جالب است بدانید که تغییر شک لهای پیشآمده، عموما “الاستیک” هستند؛ در نتیجه، کارشناسان قادر خواهند بود که میان میزان تغییر شکل و میزان تنش پسماندی که آزاد شده است، یک نسبت ایجاد کنند . باتوجهبه این مقدمات، باید بگوییم که نمونههای ش یوه مخرب، پس از اندازهگیری دیگر قابلاستفاده نیستند؛ به بیان دیگر، اگر متخصصان مایل باشند که تنش پسماند یک ساختمان را اندازهگیری کنند، باید آن را تخریب کنند. البته در برخی از موارد هم، کارشناسان یک مدل فیزیکی آزمایشگاهی را بجای نمونه اصلی مورداستفاده قرار م یدهند. مشهورترین روشهای اندازهگیری مخرب، شامل موارد زیر م یشود: روش کانتور؛ • شیارزنی؛ • برداشت / جدایش / لایهبندی؛ • حفاری ساکس. •

شیوههای نیمهمخرب یکی دیگر از روشهای اندازهگیری تنش پسماند با عنوان شیو ههای نیمهمخرب مشهور هستند. گفتنی است که آزادسازی کرنش در این شیوه هم مطرح است، اما نباید فراموش کنیم که در شیوه نیم همخرب، فقط بخش کوچکی از نمونه به آزمایشگاه م یرود و لازم نیست که کلیت یک سازه برای اندازهگیری تنش تخریب شود. سه روش اساسی برای اندازهگیری از طریق شیوههای نیم همخرب، موارد زیر هستند: سوراخکاری عمقی: • این روش با ش یوه مغزهگیری از نمونه به پیش م یرود. سوراخکاری مرکزی : • از کرنشسنج در این روش، استفادههای زیادی م یشود.
برشهای حلقوی: • در این روش نیز مانند سوراخکاری مرکزی از کرن شسنج استفاده م یشود، اما نکته اینجاست که نرخ نفوذ در این شیوه بیشتر از ش یوه قبلی است.
شیوههای غیر مخرب از شیو ههای نوین گستردهای برای اندازهگیری با روشهای غیر مخرب استفاده م یشود. بهعنوان نمونه، روشهای فراصوت و مغناطیسی، تأثیر بهین های در تعیین خصوصیات آکوستیک نمون هها دارند. علاوه بر این، از رابطه تنش پسماند با ویژگ یهای بلورشناخت ی نیز استفاده م یشود.

سخن پایانی
تنش پسماند یک نوع تنش است که پس برداشتن عوامل اساسی بارگذاری، در ماده جامد باقی م یماند. ما در این مقاله، تلاش کردیم تا این تنش را معرفی کنیم، راهکارهای اندازهگیری آن را برشماریم و نکاتی هم درباره بهکارگیری آن در صنایع گوناگون قید کنیم.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *