---

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 می¬گردد. 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 می¬دهد 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.

---

چکیده- در این تحقیق، روش جدیدی برای کاهش تنش های پسماند مکرومکانیک در کامپوزیت های پلیمری لایه ای با استفاده از نانوالیاف کربنی ارائه شده است. برای این منظور، نخست با استفاده از روابط مایکرومکانیک کلاسیک و مایکرومکانیک بهبود یافته، ضریب انبساط حرارتی و مدول الاستیسیته زمینه پلیمری پرشده توسط نانوالیاف کربنی با درصدهای مختلف وزنی تعیین می شود. سپس با استفاده از زمینه بهبود یافته توسط نانوالیاف کربنی و روابط اختلاط در کامپوزیت ها، ضریب انبساط حرارتی و مدول الاستیسیته طولی و عرضی در یک تک لایه کامپوزیتی تعیین می شود. درنهایت، با استفاده از تئوری کلاسیک لایه ای در کامپوزیت ها، تنش های پسماند مکرومکانیک برای نانوکامپوزیت نانوالیاف/شیشه/اپوکسی با درصدهای مختلف وزنی محاسبه و نتایج مقایسه می شود. نتایج تنش های پسماند مکرومکانیک برای کامپوزیت های متقارن و نامتقارن نشان می دهد اضافه کردن نانوالیاف کربنی در زمینه کامپوزیت پلیمری به دلیل کاهش چشمگیر در ضریب انبساط حرارتی عرضی یک تک لایه، سبب کاهش تنش های مکرومکانیک در لایه ها تا میزان ۳۰% می شود.

---

در این مقاله، یک مدل میکرومکانیکی بر مبنای سلول واحد جهت پیش¬بینی پاسخ الاستیک-ویسکوپلاستیک ماده مرکب الیاف کوتاه هم-راستای زمینه تیتانیوم، تحت اثر بارگذاری محوری مرکب با وجود خرابی لایه میانی الیاف/زمینه ارائه می¬شود. همچنین اثرات تنش پسماند حرارتی ناشی از فرآیند ساخت ماده مرکب الیاف کوتاه در این تحلیل در نظر گرفته می¬شود. المان حجمی نماینده ماده مرکب الیاف کوتاه شامل c×r×h سلول در ۳ بعد است که در آن یک چهارم الیاف توسط سلول¬های زمینه احاطه می¬شوند. جهت بدست آوردن منحنی تنش-کرنش الاستیک-ویسکوپلاستیک رفتار الیاف و زمینه به ترتیب الاستیک و الاستیک-ویسکوپلاستیک فرض می¬شوند. برای تحلیل خرابی لایه میانی، مدل جدایی لایه میانی با نرمی گشایشی مورد استفاده قرار می¬گیرد. این مدل اجازه پیشرفت جدایی بواسطه¬ی رهایش تنش¬های لایه میانی را حین ادامه بارگذاری کلی بر ماده مرکب، می¬دهد. نتایج بارگذاری تک محوری و دو محوری مشخص کرده است که جهت حصول پیش¬بینی¬های دقیق¬تر، در مقایسه با نتایج تجربی و مدل¬های دیگر دردسترس، بایستی هر دو عامل خرابی لایه میانی و اثر تنش پسماند حرارتی در مدل اعمال شود.

---

در این مقاله فرآیندهای بازپخت موجود برای رهاسازی تنش و رفع تنشهای پسماند از صفحات پلی کربنات، مطالعه و با انجام آزمایش ارزیابی می شوند. سپس با اعمال تغییر و تصحیح بر آنها، عملیات حرارتی متعددی به صورت سعی و خطا بر روی نمونه های گوناگون اجرا می¬شود. با بررسی نتایج حاصله، فرآیند حرارتی مناسبی پیشنهاد می¬شود که امکان تنش زدایی از صفحه پلی¬کربنات را ضمن کاهش زمان و هزینه بازپخت فراهم نماید. طبق این فرآیند، ابتدا دما تا ۱۰۰ درجه سانتی گراد با نرخ ˚C/h ۲۰ افزایش داده می¬شود. نمونه¬ها به مدت ۳ ساعت در این دما نگهداشته شده و سپس تا دمای ۱۴۰درجه، افزایش دما با نرخ کمتر (˚C/h ۵) ادامه می¬یابد. پس از آن نمونه ها با نرخ ˚C/h۱ گرمتر می¬شوند تا به دمای بیشینه ˚C ۱۵۶Tmax = برسند. پس از رسیدن به این نقطه، بلافاصله خنک کاری آغاز می شود و نرخ خنک کاری، مانند نرخ گرم کردن نمونه ها خواهد بود.

---

جوشکاری چند مرحله ای یکی از پرکابردترین انواع جوشکاری در صنایع مختلف است. در این مقاله توزیع دما و تنش پسماند ناشی از فرایند جوشکاری سه مرحله ای دو ورق فولادی زنگ¬-نزن از نوع AISI ۳۲۱ با ضخامت غیریکسان بررسی شده¬است. فرآیند جوشکاری شامل دو مرحله جوشکاری الکترود دستی و یک مرحله جوشکاری با گاز محافظ و الکترود تنگستنی می¬باشد. این فرایند ابتدا در محیط آزمایشگاهی انجام گردید و توزیع دمای ناشی از فرآیند توسط ترموکوپل¬هایی ثبت گردید. همچنین تنش پسماند ایجاد شده به صورت تجربی و با استفاده از روش سوراخکاری مرحله¬ای مرکزی به دست آمد. سپس فرآیند مذکور در نرم¬افزار اجزاء محدود آباکوس مدل¬سازی شده و نتایج با اندازه¬گیری های تجربی دما و تنش پسماند مقایسه شده است. مدل اجزاء محدود شامل خواص حرارتی و مکانیکی فلز پایه و فلز جوش به صورت تابعی از دما است. همچنین ابزارهای پیشرفته مدل¬سازی فرآیند جوشکاری مانند حرکت منبع حرارتی و تولد المان استفاده شده¬است. مقایسه¬ی نتایج نشان می¬دهد که نتایج عددی و اندازه¬گیری¬های تجربی تطابق خوبی با یکدیگر داشته و مدل به وجود آمده می¬تواند پیش¬بینی خوبی از توزیع دما و تنش پسماند در این فرآیند جوشکاری داشته باشد، لذا این مدل قابل استفاده در طراحی و ارزیابی سازه جوشکاری شده است.

---

تنش پسماند تنشی خود متعادل است که بر اثر انجام عملیاتی خاص نظیر جوشکاری در جسم باقی می ماند. روش های مختلفی جهت کاهش تنش های پسماند در نمونه های جوشکاری شده وجود دارد. در این تحقیق پس از آماده سازی سه نمونه جوشکاری شده، یکی از نمونه ها با استفاده از روش حرارتی و نمونه دیگر به روش استفاده از ضربات اولتراسونیک تنش زدایی گردید. نمونه سوم نیز به عنوان نمونه ای که هیچ گونه عملیات تنش زدایی برروی آن صورت نگرفته است، در نظر گرفته شد. جهت تعیین مقدار تنش پسماند هر یک از نمونه ها، از روش سوراخکاری مرکزی استفاده شد و مقـدار تنش پسماند موجود در هر سه نمونه در ناحیه متاثر از حرارت جـوش تعیین گردید. نتایــج نشان داد که مقدار تنشهای پسماند در روش تنش زدایی با استفاده از ضربات اولتراسونیک به مراتب کمتر از نمونه تنش زدایی شده به روش حرارتی و همچنین نمونه بدون انجام عملیات تنش زدایی می باشد. جهت اعتبار بخشی به نتایج حاصل، از روش پراش اشعه ایکس نیز استفاده گردید و نتایج این روش نشان داد که در نمونه تنش‌زدایی شده با ضربات اولتراسونیک در زاویه θ۲ پیکی حاصل نگردید درصورتیکه برای نمونه تنش زدایی شده به روش حرارتی در زاویه حدود ۱۳۷درجه شدت پیک، نشان از مقداری تنش پسماند در نمونه می باشد.

---

فرایند کارسرد، تمایل ترک‌های موجود در اطراف سوراخ‌‌‌‌‌‌هایی که تحت بار خستگی قرار می‌‌گیرند را برای جوانه زنی و یا رشد کاهش می‌دهد. این امر بخاطر بوجود آمدن تنش پسماند محیطی فشاری در اطراف سوراخ می‌باشد. تعیین تنش‌های پسماند نتیجه شده از این فرایند با روش‌های غیر مخرب، ساده و کم هزینه، هدف بسیارمهمی در فرایند طراحی قطعات سوراخدار به شمار می‌رود. دراین تحقیق برای اندازه گیری تنش‌های پسماند از روش نصب کرنش سنج بهره گرفته و در‌واقع کرنش‌های سطحی بعنوان شاخص مناسبی برای تعیین میدان تنش‌های پسماند معرفی شده‌اند. تعیین تعداد کرنش سنج‌های مورد نیاز و نیز محل مناسب برای نصب آنها در اطراف سوراخ کار سرد شده موضوع اصلی این تحقیق می‌باشد. نتیجه تحقیق همخوانی خوبی با نتیجه آزمایش کار سرد بر روی نمونه‌هایی از جنس آلیاژ آلومینیوم ۲۰۲۴ نشان می‌دهد. نتیجه حاصله حاکی ازین است که برای تعیین میدان تنش پسماند، نصب دو کرنش سنج در فاصله شعاعی یکسان از لبه سوراخ در دونقطه مقابل هم یکی بصورت شعاعی و دیگری بصورت محیطی مورد نیاز می‌باشد. همچنین برای حصول نتیجه مناسب، کرنش سنج‌ها می بایست در ناحیه الاستیک نصب گردند. نصب کرنش سنج‌ها در ناحیه پلاستیک منجر به ورود خطا و نتیجه غیر قابل اطمینان خواهد شد.

---

در این تحقیق، ساختار میکروسکوپی، سختی سطحی و تنش پسماند در ورق‌های آلیاژ آلومینیوم ۲۰۲۴-T۳۵۱ که به روش جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی و با سرعت‌های دورانی و پیشروی متفاوت ابزار، به صورت لب به لب به یکدیگر متصل شده‌اند، مورد بررسی قرار‌ گرفته است. با توجه به این که آلیاژ آلومینیوم ۲۰۲۴-T۳۵۱ دارای قابلیت عملیات حرارتی می‌باشد، نتایج آزمون سختی نمونه‌ها نشان می‌دهد افزایش سرعت دورانی و یا کاهش سرعت پیشروی ابزار، سختی را در ناحیه جوشکاری، کاهش می‌دهد. با استفاده از روش استاندارد پراش اشعه ایکس، که یک روش غیر مخرب می‌باشد، تنش‌های پسماند در نمونه‌های جوشکاری شده، اندازه‌گیری شده است. شبیه‌سازی اجزا محدود فرآیند جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی با روش مدل حرارتی و محاسبه حرارت تولیدی در حین جوشکاری، در نرم افزار آباکوس انجام گرفته است. مقایسه مقادیر تنش‌های پسماند حاصل از حل عددی با اندازه‌گیری‌های تجربی نشان می‌دهد، مدل عددی می‌تواند پیش‌بینی قابل قبولی از میدان تنش پسماند در اتصالات جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی ارائه دهد. بررسی نتایج تنش‌های پسماند نشان می‌دهد، با افزایش سرعت دورانی و پیشروی ابزار، مقادیر تنش‌ در ناحیه جوشکاری شده افزایش می‌یابد؛ که علت آن بالا رفتن گرادیان حرارتی در اثر افزایش سرعت دورانی، و کاهش افت سختی و مقاومت بیش‌تر در برابر تغییر شکل پلاستیک با افزایش سرعت پیشروی ابزار است.

---

در این پژوهش، تنش های پسماند ناشی از جوشکاری محیطی دو استوانه جدارنازک از جنس آلیاژ آلومینیوم سری ۵۰۰۰ با استفاده از مدلسازی المان محدود بررسی شده است. مدلسازی به صورت سه بعدی و در نرم افزار آباکوس از طریق تحلیل غیرکوپل حرارتی-مکانیکی انجام گرفته است. خواص موادی حرارتی و مکانیکی به صورت وابسته به دما تعریف شده است. تنش های پسماند توسط روش کرنش سنجی سوراخ اندازه گیری گردیده است. نتایج حاصل از این اندازه گیری ها جهت اعتبارسنجی مدل المان محدود به کار رفته است. با استفاده از روش طراحی آزمایش تاگوچی، اثر عوامل مختلف هندسی، متغیرهای فرایند و خواص مکانیکی فلز پایه بر روی بیشینه تنش های پسماند محیطی و محوری بررسی شده است. باتوجه به تعداد عوامل مورد بررسی، آرایه L۱۲ تاگوچی به کار رفته است. اثر هر یک از عوامل در دو سطح و با انجام ۱۲ آزمایش مطالعه گردیده است. نتایج تحلیل آماری نشان داده است که در محدوده مورد بررسی، افزایش قطر خارجی، ضخامت، نرخ انرژی ورودی و استحکام تسلیم باعث افزایش بیشینه تنش های پسماند محوری و محیطی می گردد. با این وجود، افزایش تعداد تکه های جوشکاری و تداخل اثر بین قطر خارجی و نرخ انرژی ورودی اثری کاهنده بر روی بیشنه تنش پسماند محیطی دارند. همچنین، استحکام تسلیم ماده تاثیرگذارترین عامل بر روی بیشینه تنش پسماند محوری و محیطی می باشد.

---

در این مقاله، یک مدل میکرومکانیکی سه بعدی وابسته به زمان جهت مطالعه‌ی رفتار الاستوویسکوپلاستیک مواد مرکب با الیاف هم‌راستا، با وجود آسیب فاز میانی تحت اثر بارگذاری چند محوری ارائه می‌شود. المان حجمی نماینده ماده مرکب شامل سه فاز الیاف، زمینه و فاز میانی الیاف/زمینه می‌باشد. فاز میانی بعنوان یک فاز مجزا با ضخامت معینی که سطح بیرونی الیاف را پوشش می‌دهد درنظر گرفته می‌شود. اختلاف دمای ساخت ماده مرکب تا دمای محیط که منجر به تنش پسماند حرارتی شده، در این تحلیل منظور می‌شود. الیاف و فاز میانی بعنوان یک ماده‌ی الاستیک و زمینه بعنوان یک ماده‌ی الاستیک-ویسکوپلاستیک با سخت‌شوندگی ایزوتروپیک فرض می‌شوند. از مدل ویسکوپلاستیک بادنر-پارتم جهت مدل‌سازی رفتار غیرالاستیک وابسته به زمان زمینه استفاده می‌شود. برای تحلیل آسیب فاز میانی، مدل نیدلمن مورد استفاده قرار می‌گیرد. برای مواد مرکب زمینه فلزی نشان داده می‌شود در حالی که نتایج پیش‌بینی شده بر اساس فرض عدم آسیب در فاز میانی بسیار دور از واقعیت می‌باشد، رفتار تنش-کرنش پیش‌بینی شده با وجود آسیب در فاز میانی و تنش پسماند حرارتی تطابق خوبی با داده‌های تجربی دارد. همچنین خواص الاستیک ماده مرکب با نسبت‌های منظر گوناگون با مدل میکرومکانیکی فوق استخراج می‌شود. پیش‌بینی‌های رفتار الاستیک نیز بسیار نزدیک به داده‌های تجربی و مدل‌های در دسترس دیگر است.

---

در این مقاله، تغییرات ضریب شدت تنش و نرخ رهایی انرژی بر اساس روش همبستگی جابجایی و روش اصلاح شده‌ی انتگرال بسته شدن ترک برای ترک‌های سطحی خارجی در استوانه اتوفرتاژ شده از جنس مواد تابعی مدرج بررسی شده است. خواص مکانیکی بر اساس تابع مورد نظر در راستای شعاع استوانه متغیر است. فرض شده است که رفتار مواد ایزوتروپیک بوده و دارای رابطه تنش-کرنش کشسان-خمیری به صورت دوخطی می‌باشد. فرآیند اتوفرتاژ باعث ایجاد تنش پسماند کششی در قسمتهای بیرونی دیواره استوانه می شود که تاثیر نامطلوبی بر رفتار ترک خارجی خواهد داشت. متغیرهای مختلفی بر مقدار تنش پسماند کششی اثر دارند. تأثیر نسبت اتوفرتاژ، کسر حجمی مواد و ضخامت استوانه بر تغییرات تنش پسماند و علاوه بر آنها، تغییرات ابعاد و امتداد ترک سطحی بر ضریب شدت تنش و نرخ رهایی انرژی مورد مطالعه قرار گرفته است. نتایج نشان می‌دهند که تغییر کسر حجمی بیشترین تاثیر را بر هر دو پارامتر ترک دارد. ترک محوری از ترکهای مایل و محیطی بحرانی‌تر است. از اصل جمع آثار می توان برای تعیین اثر تنش پسماند و بار اعمالی بر رفتار ترک در مواد تابعی مدرج استفاده نمود.

---

ایجاد ایجاد تنش پسماند فشاری یکی از راه‌های بهبود عمر خستگی قطعات فلزی است. روش‌های متعدد و گوناگونی برای ایجاد این تنش پسماند فشاری وجود دارد، روش‌هایی مانند ساچمه کوبی و یا نوردکاری عمیق. یکی از جدیدترین و پیشرفته‌ترین روش‌های ایجاد تنش پسماند فشاری در قطعات صنعتی لیزرکوبی است. فرآیند لیزر کوبی، فرآیند جدید و نسبتاً پیچیده ای است، بنابراین لازم است تا آزمایش‌‌ها متعددی بر روی آن انجام شده تا فرآیند بهتر شناخته شود. بدین منظور در این پژوهش از یک لیزر ان دی یاگ باانرژی پالس mJ۱۲۰۰ استفاده شد تا فرآیند لیزر کوبی به صورت تجربی روی آلیاژ آلومینیم۶۰۶۱- T۶ انجام شود. تاثیر فرآیند بر روی سختی در عمق قطعه، ریزساختار، و زبری سطح مورد ارزیابی قرار گرفت. همچنین برای مطالعه اثر فرآیند روی شکاف روی سطح نیز یک سطح شکاف دار فرآوری شده و نتایج آن ارزیابی گردید. نتایج نشان دادند که فرآیند لیزر کوبی می‌تواند سختی ماده را تا عمق ۱۰۰۰ میکرون زیر سطح افزایش دهد. همچنین نتایج نشان داد که این فرآیند می‌تواند زبری سطح را کمی افزایش دهد که این افزایش با انتخاب پارامترهای مناسب می تواند محدود شود. لیزر کوبی یک قطعه دارای شکاف نشان داد که این فرآیند می تواند موجب رشد ترک در انتهای شکاف شود.

---

تنش‌های پسماند به تنش‌هایی گفته می‌شوند که پس از برداشته شدن تمام نیروهای خارجی هم‌چنان در ماده باقی می‌مانند. بر اساس نوع بارگذاری تنش‌های پسماند می-توانند به دو صورت کششی و فشاری در ماده باقی بمانند. تنش‌های پسماند فشاری در جسم می‌توانند استحکام ماده در برابر بارهای وارده به‌ویژه استحکام خستگی را بهبود ببخشند. یکی از روش‌های ایجاد تنش‌های پسماند فشاری استفاده از فرایند غلتک‌زنی عمیق می‌باشد که با توجه به سادگی و پایین بودن هزینه به‌طور گسترده در صنایع مورد استفاده قرار می‌گیرد. در این مقاله مدل‌سازی فرایند غلتک‌زنی آلومینیوم ۷۰۷۵و شبیه‌سازی آن به‌کمک روش اجزاء محدود مورد بررسی قرار می‌گیرد و تأثیر عوامل مهمی هم‌چون قطر ساچمه در ابزار غلتک‌زن، گام پیشروی، عمق نفوذ و تعداد عبور بر روی توزیع تنش‌پسماند بررسی می‌شوند. از الگوی سخت شوندگی چرخه‌ای شابوش در شبیه‌سازی‌ها استفاده شده‌است. ثابت‌های این الگو از آزمایش چرخه‌ای کرنش کنترل آلومینیوم ۷۰۷۵ محاسبه شده‌اند. برای راستی آزمایی نتایج شبیه‌سازی‌های اجزاء محدود از نتایج آزمایش و شبیه‌سازی‌های پژوهش‌های پیشین استفاده شده‌است. نتایج این مقاله نشان می‌دهد که عمق و میزان تنش‌پسماند فشاری با افزایش قطر ساچمه غلتک‌زن، میزان عمق نفوذ و تعداد عبور غلتک افزایش می‌یابد ولی با افزایش گام پیشروی میزان تنش پسماند و یکنواختی توزیع تنش پسماند کاهش می‌یابد. هم چنین الگوی مومسان شابوش می‌تواند رفتار ماده در بارگذاری‌های کم‌چرخه مانند فرایند غلتک‌زنی را پیش‌بینی نموده و به کار گیری روش اجزاء محدود در محاسبه تنش‌پسماند به‌جای روش‌های تجربی علاوه بر کاهش هزینه و زمان توزیع تنش پسماند در عمق بیشتری را نمایان می‌سازد.

---

در این مقاله تاثیر زاویه برخورد و فشار پاشش ماسه بر روی نرخ فرسایش و تنش پسماند ناشی از فرایند قالبگیری ماهیچه‌ای در چدن‌های خاکستری( GCI) ، داکتیل پرلیتی( PDI) و داکتیل آستمپر شده ( ADI) به صورت تجربی مورد بررسی قرار گرفته است. برای این منظور، جنس قطعه‌کار، زاویه برخورد و فشار پاشش ماسه به عنوان پارامترهای ورودی و نرخ سایش فرسایشی و تنش پسماند به عنوان پارامترهای خروجی انتخاب شده‌اند. نتایج آزمایش‌ها نشان دادند که با تغییر زاویه برخورد ذرات ساینده نرخ فرسایش مواد مذکور به شدت تغییر می‌کند، بطوریکه در زوایای کم، (۳۰-۱۵ درجه) چدن ADI و در زوایای بیشتر، (۹۰-۷۵ درجه) چدن PDI مقاومت فرسایشی بهتری از خود نشان می‌دهند. تصاویر میکروسکوپ الکترونی (SEM) نشان دادند، علت اصلی بالا بودن میزان سایش در چدن خاکستری وجود گرافیت‌های تیغه‌ای شکل می‌باشد که به عنوان محل‌های تمرکز تنش عمل نموده و بدین طریق در فرایند پاشش ماسه با ایجاد و رشد ترک‌ها موجب زیاد شدن میزان سایش در چدن خاکستری نسبت به چدن‌های ADI و PDI می‌شوند. همچنین نتایج مربوط به اندازه‌گیری و ارزیابی تجربی میزان تنش پسماند ایجاد شده در سطح نمونه‌ها بعد از عملیات پاشش ماسه نشان می‌دهد، تنش پسماند فشاری ناشی از عملیات قالبگیری ماسه در چدن خاکستری به علت ایجاد ترک‌های ریز سطحی در قطعات کمترین و در چدن ADI به علت سختی بالا بیشترین مقدار می‌باشد.

---

در سال‌های اخیر، اندازه‌گیری تنش پسماند با روش التراسونیک به دلیل ماهیت غیر مخرب، تجهیزات قابل حمل، ارزان و سریع بودن، در حال توسعه می‌باشد. در این پژوهش، قابلیت روش التراسونیک با استفاده از موج طولی با زاویه شکست بحرانی یا موج Lcr، در اندازه‌گیری تنش پسماند طولی ناشی از جوشکاری، مورد بررسی قرار گرفته است. بدین منظور دو ورق از جنس آلیاژ آلومینیوم سری ۵۰۰۰ با روش جوشکاری تیگ به هم متصل شد. اندازه‌گیری تنش پسماند طولی با روش التراسونیک، توسط ترنسدیوسرهای ۵ مگاهرتزی و در عمق نزدیک به سطح و بر مبنای تئوری آکستوالاستیسیته انجام شد. به‌منظور ایجاد موج Lcr و ارسال آن به درون قطعه، گوه‌ی التراسونیک بر مبنای قانون اسنل ساخته شد. همچنین از یک میز سه‌محوره برای کنترل حرکت گوه و ثابت نگه‌داشتن فشار روی آن استفاده گردید. به‌منظور محاسبه تنش پسماند و افزایش دقت، ضریب آکستوالاستیک برای هر سه ناحیه جوشکاری فلز جوش، HAZ و فلز پایه به‌صورت جداگانه با انجام آزمون کشش تک‌محوره به دست آمد. به‌منظور اعتبارسنجی نتایج روش التراسونیک، از تنش پسماند طولی اندازه‌گیری شده به‌وسیله‌ی روش پراش پرتو ایکس در ۵ نقطه واقع بر سطح قطعه، استفاده گردید. درنهایت، پس از مقایسه نتایج هر دو روش مورد استفاده با هم، تطابق خوبی مشاهده شد که نشان‌دهنده‌ی قابلیت خوب روش التراسونیک در اندازه‌گیری تنش پسماند طولی است.

---

در جوشکاری چند پاسه، توزیع و مقدار تنش های پسماند و اعوجاج حاصل به عوامل متعددی همچون پارامتر های وابسته فرآیند جوشکاری، خواص مکانیکی مواد ، قید و بند بستگی دارد. در این پژوهش ابتدا توزیع دمای حاصل از فرآیند جوشکاری سه نمونه با طرح های هندسی متفاوت توسط ترموکوپل هایی ثبت شده، هر یک از نمونه ها شامل دو ورق با ضخامت یکسان از جنس فولاد ضد زنگA۳۱۶ می باشند که به روش جوشکاری قوس الکتریکی با گاز محافظ و الکترود تنگستنی با طرح های اتصال گوشه شیاری نیم جناقی و جناقی باشکاف و پیشانی ریشه و نیم جناقی بدون شکاف و پیشانی ریشه بر اساس یک دستور‌العمل رویه جوشکاری، جوش شدند. برای یک نمونه تنش پسماند ایجاد شده ابتدا به روش غیر مخرب امواج ماورای‌صوت عرضی و پس از برش قسمت عمودی (ورق بدون شیار) جهت استقرار دریل دستگاه کرنش‌سنج توسط روش نیمه‌مخرب کرنش‌سنجی سوراخ اندازه گیری شد. برای دو طرح هندسی دیگر جهت جلوگیری از تخریب قطعات فقط از روش ماورای‌صوت استفاده شده است. سپس هر سه طرح در نرم افزار اجزای‌محدود سیموفکت ولدینگ مدل‌سازی شده و نتایج حاصل از آن با اندازه گیری تجربی دما و تنش پسماند مقایسه شده است. مقایسه نشان میدهد مقادیر عددی و اندازه گیری تجربی تطابق خوبی با یکدیگر دارند و نتایج مدل های المان‌محدود دارای اعتبار میباشد. نتایج این تحقیق نشان می دهد که تغییر هندسه طرح اتصال موجب تغییرات قابل توجه در توزیع و مقدار بیشینه تنش پسماند عرضی میگردد، ولی اثر چندانی در بیشینه تنش پسماند طولی ندارد.

---

شکل‌دهی پینی به‌عنوان یک روش شکل‌دهی موثر در صنایع هوایی، از فرایند ساچمهزنی مشتق شده است. کاربرد عمدهی آن جهت تولید قطعات نازک بزرگ با انحناهای ملایم از جمله پنلها و پوستهی بال هواپیماها میباشد. این فرایند به دو دستهی شکل‌دهی پینی بدون پیشکرنش کشسان (شکل‌دهی پینی رایج) و با پیشکرنش کشسان (شکل‌دهی پینی تنشی) قابل تقسیم است. در این پژوهش، مطالعهی عددی و تجربی فرایندهای ساچمهزنی و شکل‌دهی پینی با و بدون پیشکرنش کشسان ورقهای آلیاژ آلومینیمی انجام گرفت. جهت انجام آزمایشهای تجربی، از ساچمههای فولادی با قطرهای mm ۴/۰ و mm ۶/۰ و نوارهایی از جنس آلیاژ آلومینیم ۶T-۶۰۶۱Al استفاده شد. برای اعمال پیشکرنش کشسان، قیدهایی با چهار شعاع پیشخمش متفاوت ∞، mm ۵۰۰، mm ۳۷۵ و mm ۲۵۰ طراحی و ساخته شدند. در بخش عددی با بهکار بردن پارامترهای مشابه با آزمایشها، ابتدا با استفاده از یک مدل سهبعدی با توزیع تصادفی ساچمه، فرایند ساچمهزنی شبیهسازی و تنشهای ایجاد شده در ورق (تنشهای اعمالی و پسماند) بهدست آمد. در ادامه با استفاده از این مدل و طی روندی سه مرحله‌ای، فرایندهای شکل‌دهی پینی و شکل‌دهی پینی تنشی شبیهسازی شدند. نتایج نشان داد که اعمال پیشکرنش در توزیع پروفیل تنش درون ورق و در نتیجه در تغییر شکل نهایی آن بسیار تأثیرگذار است. بر همین اساس، شکل‌دهی پینی تنشی در مقایسه با شکل‌دهی پینی رایج انحنای بزرگتری در ورق ایجاد می‌کند. همچنین با افزایش ممان پیشخمش (کاهش شعاع پیشخمش)، انحنای ایجاد شده در جهت اعمال پیشخمش، افزایش مییابد.

---

یکی از مشکلات اصلی در ماشینکاری قطعات جدار نازک از جنس آلیاژهای استحکام بالای آلومینیم، اعوجاج و ناپایداری ابعادی قطعات بعد از ماشینکاری است که منجر به افزایش نرخ قطعات معیوب و افزایش هزینه‌های تولید می‌گردد. در این مقاله رابطه تنش‌های پسماند ناشی از کوئنچ و ماشینکاری قطعات، با میزان اعوجاج یک قطعه جدار نازک از جنس آلیاژ ۷۰۷۵Al مورد بررسی قرار گرفته است. بدین منظور، دو گروه آزمایش انجام شده است. در مرحله اول به بررسی ارتباط تنش‌های پسماند ناشی از فرایند کوئنچ با اعوجاج پرداخته شده است. با انجام آزمایش‌های تجربی، اثر بخشی دو روش کوئنچ پلیمری و کوئنچ معکوس در کاهش تنش‌های پسماند در مقایسه با کوئنچ در آب بررسی شده است و رابطه سطح تنش‌ها با میزان اعوجاج بررسی شده است. در مرحله دوم با آزمایش‌هایی با شرایط مختلف ماشینکاری و اندازه‌گیری نیرو، حرارت و تنش پسماند در قطعات، تاثیر این پارامتر‌ها بر میزان اعوجاج قطعات بررسی شده است. نتایج به دست آمده نشان می‌دهد هر دو نوع تنش‌، در ایجاد اعوجاج در قطعات موثر هستند و که می‌بایست با انتخاب استراتژی‌های مناسب تا حد امکان سطح این تنش‌ها را کاهش داد.

---

یکی از فرآیندهای ماشینکاری معمول و پرکاربرد برای ماشینکاری فلزات و آلیاژهای سخت که با روشهای ماشینکاری سنتی قابلیت ماشینکاری پایینی دارند، ماشینکاری تخلیه الکتریکی است. با توجه به ماهیت ترموالکتریکی این فرآیند، تغییرات خواص متالورژیکی و مکانیکی سطح ماشینکاری شده و ایجاد تنشهای پسماند در قطعات اجتناب ناپذیر است. در این پژوهش ماشینکاری آلیاژ تیتانیوم Ti-۶Al-۴V با فرآیند تخلیه الکتریکی به کمک ارتعاشات فراصوتی ابزار انجام شده است و تاثیر ارتعاشات فراصوتی ابزار بر بازده ماشینکاری و سلامت سطح تولیده شده از جمله میکروترکهای ایجاد شده، تنشهای پسماند و سختی سطح ارزیابی شده است. سطح نمونه‌های ماشینکاری شده با میکروسکوپ الکترونی روبشی عکسبرداری شده تا اندازه و توزیع میکروترکهای سطحی مطالعه گردد؛ تنشهای پسماند ناشی از فرآیند در امتداد عمق سطوح ماشینکاری شده، با روش نانوایندنتیشن ارزیابی شده و سختی سطوح ماشینکاری شده با استفاده از دستگاه میکروسختی سنج اندازه گیری شده‌ است. نتایج نشان می‌دهد اعمال ارتعاشات فراصوتی بازده فرآیند ماشینکاری را افزایش داده (میانگین افزایش %۹۰ در نرخ براده برداری)، باعث کاهش مقدار و اندازه میکروترکهای سطح شده، توزیع تنشهای پسماند را تغییر داده و سطح آن را (تقریباً %۱۷) کاهش داده است؛ افزایش سختی سطح در ماشینکاری تخلیه الکتریکی با ارتعاشات فراصوتی تقریباً %۱۳ بیشتر از فرآیند سنتی تخلیه الکتریکی است.

---

روش کانتور یکی از روش های جدید در اندازه گیری تنش پسماند می باشد که برای اندازه گیری نقشه دوبعدی تنش های پسماند استفاده می شود. در این مطالعه، تنش های پسماند در میله های تولید شده به روش اکستروژن گرم با کاهش سطح مقطع زیاد، اندازه‌گیری شده است. این میله ها از جنس آلیاژ ۶۰۶۱ آلومینیوم بوده و تأثیر عملیات حرارتی آنیل بر آنها مورد مطالعه قرار گرفته است. در این راستا تنش های پسماند قبل و بعد از عملیات حرارتی آنیل بررسی شده و عدم قطعیت اندازه گیری تنش پسماند به روش کانتور، محاسبه شده است. مطالعه نتایج نشان می دهد در میله های تولید شده به روش اکسترود گرم با کاهش سطح مقطع زیاد، تنش پسماند کششی در مرکز میله ایجاد شده و با حرکت در راستای شعاع به تنش پسماند فشاری تغییر می کند به طوری که سطح در تعادل بین تنش کششی و فشاری قرار دارد. بیشترین تنش پسماند کششی در مرکز میله اتفاق می افتد و انجام عملیات حرارتی آنیل سبب کاهش بسیار زیاد تنش ها می گردد. همچنین مطالعه عدم قطعیت نشان داد، عدم قطعیت روی سطح نمونه تقریباً یکنواخت بوده و منابع خطای جابجایی و خطای مدل تأثیر مشابهی بر عدم قطعیت در روش کانتور دارند.