---

در این مقاله، به طور تجربی رفتار رچتینگ پوسته¬های استوانه¬ای فولادی ضدزنگ SS۳۰۴L تحت بارگذاری متناوب مرکب و محوری مورد مطالعه قرار گرفته است. آزمایش¬ها توسط یک دستگاه پیشرفته سرو هیدرولیک اینسترون ۸۸۰۲ انجام شد و پوسته¬ها به دو صورت عمودی و مایل تحت زاویه ۲۰ درجه قرار گرفته و بار تناوبی به آنها اعمال گردید. در این تحقیق اثر طول پوسته استوانه¬ای و همچنین زاویه¬ی آن بر رفتار رچتینگ مورد تحلیل قرار گرفته است. با توجه به نتایج آزمایشگاهی، گشتاور خمشی تأثیر قابل ملاحظه¬ای در انرژی اتلافی و افزایش تغییرشکل¬های پلاستیک دارد. مشاهده شد که در پوسته استوانه¬ای مایل در مقایسه با پوسته استوانه¬ای عمودی به دلیل وجود گشتاور خمشی در مقاطع مختلف پوسته استوانه¬ای مایل، تغییر شکل پلاستیک و انباشتگی آن بیشتر است. همچنین در بررسی تاریخچه¬ی بارگذاری پوسته استوانه¬ای تحت بارگذاری مرکب، مشاهده شد که با نیروی میانگین ثابت و افزایش نیروی دامنه، جابجایی رچتینگ افزایش می¬یابد و پیش بارهای اعمالی در بارگذاری چند مرحله¬ای باعث مهار رفتار رچتینگ و توقف انباشتگی تغییرشکل پلاستیک در بارگذاری-های سیکلی با دامنه¬ی نیروی کمتر می¬شوند.

---

ماهیت ناهمسان‌گرد دانه‌های موجود در بافت فلزات ‌کریستالی سبب به وجود آمدن ناسازگاری بین دانه‌ها در هنگام تغییرشکل می‌شود. این پدیده با کوچکتر شده مقیاس تا حد میکرو و مزو، تشدید می‌شود. ناهمگنی موجود در تغییرشکل در مقیاس میکرو را با قوانین بنیادی تئوری پیوسته پلاستیسیته نمی‌توان مورد بررسی قرار داد. در این مطالعه رفتار تغییرشکل لغزشی فولاد ضدزنگ آستنیتی ۳۱۶L در مقیاس‌های یاد شده با استفاده اجزاء محدود کریستال پلاستیسیته مدل‌سازی شده است. فرمول‌بندی مدل ماده با استفاده از زیربرنامه UMAT به نرم افزار آباکوس معرفی شده است. اعتبارسنجی با استفاده از مقایسه نتایج حل به روش کریستال پلاستیسیته حاصل از آباکوس با نتایج تحلیلی حاصل نرم افزار متلب، انجام شده است. نتیجه مقایسه حاکی از تطابق خوب نتایج عددی و تحلیلی می‌باشد. در بخش دوم مدل‌سازی آزمون کشش روی نمونه فولاد ضدزنگ حاوی یک دانه به روش اجزاء محدود کریستال پلاستیسته انجام شده است و با نتایج تجربی مورد مقایسه قرار گرفته است. نتایج نشان می‌دهد که رفتار تغییرشکل و موضعی شدن تک‌کریستال با روش پیشنهاد شده قابل پیش بینی بوده در حالیکه روش اجزاء محدود ماکرومکانیک از شناسایی این رفتارها ناتوان می‌باشد. در بخش پایانی، مدل پلی‌کریستال میکروساختار با تعداد ۱۰ دانه تولید شد. ‌با تعریف جهات کریستالی متفاوت برای مدل میکروساختار تولید شده، تحلیل اجزاء محدود کریستال پلاستیسیته روی آن صورت گرفت. نتایج حاکی از غیریکنواخت بودن تغییرشکل در مقیاس دانه‌بندی است. همچنین با تغییر جهات کریستالی نمودار تنش-کرنش ماده در بخش پلاستیک رفتارهای متفاوتی را نشان می‌دهد.

---

---

---

با توجه به وابستگی شکل‌پذیری اجزای سازه‌ای به ظرفیت آن‌ها در حفظ پایداری پس از ناحیه تسلیم ماده، تاثیر تغییر مدول مماسی مربوط به ناحیه کارسختی در مورد یک نمونه فولاد ضدزنگ بر روی ظرفیت باربری پس‌ازکمانش ستون‌های لوله‌ای ملاحظه شده است. با توجه به هزینه بسیار کمتر مطالعات عددی نسبت به مطالعات آزمایشگاهی در مورد تغییرات مدول مماسی مصالح، روش مدل‌سازی المان‌محدود انتخاب شده و در مقایسه با نتایج آزمایشگاهی بر روی یک نمونه ستون با D/t=۶۰ مورد تصدیق قرار گرفت که بدین منظور رفتار غیرخطی مصالح و هندسه در مدل ملاحظه شد. در ادامه مدل‌های المان محدود برای نسبت‌های مختلف D/t توسعه داده شده و مطابق با نتایج بدست آمده، با افزایش نسبت قطر به ضخامت برای ستون‌ها، دو پارامتر مهم در مورد شکل‌پذیری شامل اول، ظرفیت جذب انرژی و دوم، نسبت تغییرشکل ستون در آستانه فروریزش به تغییرشکل در لحظه تسلیم مقطع (e/g) با افزایش چشمگیری مشاهده شد، بعنوان مثال جذب انرژی و e/g در ستون D/t=۳۰ نسبت به ستون D/t=۶۰ به ترتیب حدود ۳۵% و ۱۱۱% افزایش پیدا کرد. دو مدل مذکور برای بررسی تاثیر تغییر مدول مماسی در ناحیه کار-سختی انتخاب شده و تاثیر مدول مماسی در دو بخش مقدم و موخر روی پارامترهای مربوط به میزان شکل‌پذیری ستون‌ها بررسی شد. نتایج بدست آمده، افزایش مدول مماسی ماده در بخش مقدم کار-سختی را دارای تاثیر مهم روی ظرفیت شکل‌پذیری ستون‌ها با نسبت D/t متوسط و مدول مماسی در بخش موخر کار-سختی را دارای تاثیر مهم در مورد ستون‌ها با نسبت D/t کمتر نشان دادند. با افزایش دو برابری مدول مماسی در بخش موخر کار-سختی، جذب انرژی و  نسبت e/g در ستون D/t=۳۰ به ترتیب به اندازه ۱۱۱% و ۷۱% نسبت به نمونه ستون با فرض ماده آزمایشگاهی افزایش پیدا کرد حال‌‎آنکه با افزایش دو برابری مدول مماسی در بخش مقدم کار-سختی، دو پارامتر یاد شده در مورد ستون D/t=۶۰ به ترتیب به اندازه ۲۶% و ۴۶% نسبت به فرض ماده آزمایشگاهی افزایش یافت. نتایج این مطالعه نشان می دهد، جهت داشتن رفتار شکل‌پذیرتر برای ستون‌ها، می توان با تعریف ترکیب شیمیایی مناسب مصالح، بخش کار-سختی را با توجه به اندازه قطر به ضخامت ستون‌ها طرح کرده و از مزایای شکل‌پذیری بیشتر در اجزای سازه‌ها برخوردار بود.

---

در تحقیق جاری تاثیر پارامترهای عمق و سرعت برشی بر توپوگرافی ‌سطح ماشینکاری، تغییرات ریزسختی و ریزساختاری در سطح مقطع عرضی قطعات تراشکاری شده تحت حالات خشک، تر، روانکاری کمینه (MQL)  و خنک­کاری کرایوژنیک (CO۲)، روی فولاد ضدزنگ ۳۰۴ L بررسی شده است. منشاء اصلی عیوب در توپوگرافی سطوح ماشینکاری، تشکیل لبه­ انباشته روی سطح ابزار و جدا شدن مجدد آن بود، همچنین افزایش سرعت برشی باعث ناپایداری در تشکیل لبه­ انباشته و در نتیجه کاهش حجم توده لبه انباشته­ می­گردد. در بحث بهبود توپوگرافی سطح ماشینکاری شده، به ترتیب اولویت، تاثیر روش­های MQL، تر و کرایوژنیک، نسبت به روش خشک، از بیشترین تا کمترین بوده است. برش عرضی از نمونه­های ماشینکاری شده تهیه و مشاهده گردید که مقدار سختی زیرسطحی نمونه­ها با فاصله گرفتن از سطح تا حداکثر ۳۴% کاهش می­یابد و به سختی ماده پایه قطعه­کار نزدیک می­شود. میزان سختی در سطح مقطع عرضی نمونه­های ماشینکاری شده، ارتباط مستقیم با کارسختی به وجود آمده بر اثر تغییر شکل پلاستیک شدید روی سطح قطعه دارد. با افزایش سرعت برشی، شدت تغییر شکل پلاستیک در قطعه نیز افزایش یافته و میزان سختی در زیر سطح بیشتر می­شود. فرآیندهای خنک­کاری و روانکاری مختلف تاثیر مستقیم بر ضخامت لایه تغییر شکل یافته ریزساختاری دارد. تحت بیشترین مقدار سرعت برشی استفاده شده در تحقیق جاری، حداکثر کاهش ضخامت لایه تغییر شکل یافته ریزساختاری در حالات کرایوژنیک و روانکاری کمینه نسبت به حالت خشک، به ترتیب برابر با ۶۲% و ۲۸% بوده است

---

در پایان فرایند شکل‌دهی ورق، هنگامی‌که ورق از درون سنبه و ماتریس بیرون آورده می‌شود و نیروهای شکل‌دهی خمشی حذف می‌گردد، مقداری از تغییر شکل ورق برمی‌گردد، این تغییر شکل پس از شکل‌دهی، برگشت فنری ورق می‌باشد. یکی از عوامل به دست آوردن اندازه مطلوب و طراحی صحیح قالب خم ورق به دانش طراح نسبت به مقادیر برگشت فنری بستگی دارد. این تحقیق به‌منظور تعیین تجربی برگشت فنری فولاد ضدزنگ ۳۱۶ و فولاد کربنی۳۷ST  باضخامت‌های مختلف ورق در قالب‌های دایروی شکل و مقایسه با شبیه‌سازی به روش المان محدود صورت پذیرفته است. ورق‌ها با سه ضخامت ۱، ۵/۱ و ۲ میلی‌متر شکل‌دهی و ابعاد هندسی و برگشت فنری ورق‌ها موردبررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که مقادیر برگشت فنری در شبیه‌سازی المان محدود و آزمون تجربی از مطابقت قابل قبولی برخوردار بوده و با کاهش ضخامت ورق مقادیر برگشت فنری افزایش می‌یابد که متأثر از مقادیر تنش در سطوح ورق و درنتیجه مقادیر کرنش پلاستیک و ناحیه الاستیک خالص در ورق می‌باشد.
 

---

این تحقیق به بررسی سایش ابزار، آنالیز عنصری روی سطح ماشینکاری، زبری سطح قطعه­کار، تغییرات ریزسختی و تغییرات ریزساختاری در سطح مقطع عرضی نمونه­های فرزکاری شده فولاد ضدزنگ L۳۰۴ تحت روشهای خشک و روانکاری کمینه (MQL) می­پردازد. فرآیند MQL توانسته است زبری سطح ماشینکاری را برای تمام پارامترهای فرزکاری، از ۱۷% تا ۴۱% نسبت به حالات متناظر ماشینکاری خشک، بهبود بخشد. در ماشینکاری خشک، عیوبی نظیر لبه‌ انباشته، سایش شدید سطح آزاد و لب­پر شدگی ابزار ایجاد شدند. در فرزکاری MQL این عیوب کاهش چشمگیری داشتند و لب­پر شدگی روی سطح ابزار تقریبا حذف شده ‌است. با افزایش سرعت برشی و عمق برشی، سختی سطحی افزایش یافته است. روش MQL نسبت به خشک، باعث کمتر شدن مقادیر سختی و عمق سخت­شده زیر سطح ماشینکاری می­شود. بر اساس نتایج آنالیز عنصری EDAX روی سطوح ماشینکاری شده خشک و MQL، تحت خشن­ترین پارامترهای برشی مشخص شد که هیچگونه تغییر عناصر شیمیایی در سطح ماشینکاری رخ نداده است. افزایش پارامترهای برشی و یا ماشینکاری خشک، سبب تشدید تغییر شکل پلاستیک، لهیده شدن ریزساختار و فشرده شدن دانه­های ریزساختاری در مجاورت سطح ماشینکاری می‌شود. حداکثر مقدار کاهش ضخامت لایه تغییر شکل یافته در فرزکاری MQL نسبت به خشک ۳۹% است. برای هر نمونه فرزکاری، بین عمق سخت شده و ضخامت لایه تغییر شکل یافته ریزساختاری متناظرش، یک رابطه مستقیم وجود دارد.