مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

تعیین ضرایب کالیبراسیون در اندازه گیری تنش های پسماند ورق تحت خمش با کمک روش سوراخکاری افزایشی

نویسندگان
نارمک، دانشگاه علم و صنعت ایران، دانشکده مهندسی مکانیک
چکیده
دقت اندازه گیری تنش پسماند در لایه های زیر سطح ماده از مباحث مطرح در مکانیک تجربی است، تنش های پسماند که بر اثر ورود ماده به منطقه پلاستیک در قطعه ایجاد می گردد می تواند از عوامل تاثیر گذار بر طراحی و کارکرد قطعات باشد. در مقاله حاضر با استفاده از روش المان محدود ضرایب کالیبراسیون تنش پسماند در روش سوراخکاری افزایشی تعیین می‌گردد. تست کشش دو محوره ورق و تست برش خالص آزمایشاتی هستند که با کمک موقعیت مشخص تنش می توان ضرایب حاصل از کالیبراسیون را تعیین نمود. برای بررسی صحت نتایج ضرایب کالیبراسیون تعیین شده از تست تجربی خمش چهار نقطه یک ورق تخت آلومینیومی و تحلیل شبیه سازی خمش چهار نقطه یک ورق تخت استفاده شده است در هر دو حالت پروفیل تنش القایی به صورت تحلیلی مشخص شده است.در تحلیل المان محدود مقادیر کرنش در هر مرحله با روش المان محدود تعیین شده است همچنین در تست تجربی با کمک روش سوراخکاری افزایشی مقادیر کرنش در هر مرحله ثبت شده است. نتایج نشان می‌دهد که ضرایب کالیبراسیون بدست آمده از صحت مناسبی برخوردار است و از این ضرایب می توان با دقت خوبی برای تعیین تنش های پسماند در روش سوراخکاری افزایشی استفاده نمود.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Using Pure Bending Test in Determination of Residual Stress Calibration Coefficients by Incremental Hole Drilling Method

نویسندگان English

Mohammad Sedighi
mehrdad khandaei
Jalal Djoudaki
School of Mechanical Engineering Iran University of Science and Technology
چکیده English

Residual stress measurement is one of the most interesting research areas in experimental mechanics. Residual stress is introduced to material due to plastic deformation of parts and can be one of the most effective parameters on design and operation of parts. ASTM E837-01 standard studies residual stress determination in parts by hole drilling method and represent calibration coefficients for flat sheets with constant stress profile. However, there is no certain standard on the residual stress measurement by Incremental Hole Drilling Method (IHDM) which is the subject of this study. IHDM can obtain stress profile by using two modified stress calibration coefficients. In this article, the stress calibration coefficients have been extracted for incremental hole drilling by using finite element analysis (FEA). FEA contains both biaxial tension test and pure shear test which a hole has been drilled step by step in the parts by removing elements and the strains changes were determined at three strain gauge positions on the surface. At last, the calibration coefficients are determined for each step and the accuracy of coefficients have been verified by a set of experimental test and a FE analysis. The experimental test contains four-point bending of an AA5056 flat aluminum sheet. The numerical analysis contains four-point bending of a flat sheet. In both cases, the stress profile can be determined easily by using analytical equations. Average analytical stress in each increment has been calculated and compared with the result of numerical incremental hole drilling method. The comparisons show that numerical and experimental results have no significant differences in first six steps but in the last four steps show an increasing errors due to the change in stress profile and hole geometry. Results presents that the calibration coefficients have suitable accuracy in stress profile determination.

کلیدواژه‌ها English

Residual Stress Measurement
pure bending
Incremental Hole Drilling Method
Calibration
finite element method