عمران آنلاین

تنش پسماند

تعریف کلی از تنش پسماند

تنش پسماند تنشی است که پس از حذف عامل ایجاد تنش، در ماده جامد باقی می‌ماند. تنش‌های پسماند در هر سازه مکانیکی به دلایل مختلفی می‌تواند وجود داشته باشد. این عوامل می‌تواند تغییر شکل پلاستیک، تغییرات دمایی در ماده و یا تغییر در ساختار آن (تغییر فاز) باشد. این عوامل در فرآیندهای ساخت، رایج‌ترین پارامترهای ایجاد تنش پسماند هستند. تقریباً همه فرآیندهای ساخت مانند ریخته‌گری، جوشکاری، ماشین‌کاری، قالب‌زنی، تغییر شکل پلاستیک در طول خمش و نورد باعث ایجاد تنش پسماند در جسم تولیدشده می‌شوند.

برای مثال در قالب‌ریزی یک پلیمر به دلیل فشار بالا، تغییرات دما و آزاد شدن زنجیره‌های پلیمر پس از فرآیند، امکان ایجاد تنش پسماند قطعه وجود خواهد داشت.

تاثیرات تنش پسماند

تأثیرات تنش پسماند وابسته به اهداف طراحی و استفاده سازه ممکن است مطلوب یا نامطلوب باشد. در مثال ذکر شده وجود تنش پسماند در قطعه تولید شده سبب ایجاد انقباض و اعوجاج در آن می‌شود که مطلوب نیست. در عین حال بسیاری از طراحی‌ها وابسته به تنش پسماند است. به‌ویژه مواد شکننده و ترد می‌توانند از طریق تنش‌های پسماند فشاری مقاوم‌تر شوند.

مکانیزم شکست در مواد ترد غالباً با ایجاد یک ترک شروع می‌شود. زمانی که یک تنش کششی به چنین ماده‌ای اعمال شود، نوک ترک پدیده تمرکز تنش را تجربه می‌کند و در نتیجه تنش در نوک ترک از تنش متوسط اعمال‌شده به ماده بیشتر می‌شود. این پدیده سبب گسترش سریع ترک و در نتیجه شکست ماده می‌شود. حال اگر یک تنش پسماند فشاری در ماده وجود داشته باشد، از شکست ترد جلوگیری می‌کند زیرا ترک اولیه تحت شرایط وجود تنش پسماند فشاری در ماده ایجاد شده است. با توجه به اینکه برآیند نیروهای اعمال‌شده به ماده ناشی از تنش‌های پسماند فشاری و تنش کششی ناشی از بارگذاری خارجی است، تا وقتی تنش کششی نتواند بر تنش پسماند فشاری غلبه کند، برآیند تنش اعمال‌شده به ماده فشاری است و از رشد ترک و نهایتاً شکست جلوگیری می‌شود.

از دیگر تأثیرات مثبت تنش‌های پسماند در فرآیند Laser Peening است. در این فرآیند با استفاده از ایجاد تنش‌های پسماند فشاری در ماده خواصی مانند استحکام یا سختی سطح و یا عمر خستگی را ارتقا می‌دهند.

می‌توان گفت نقش تنش‌های پسماند در یک جسم به‌اندازه تنش‌های مکانیکی مهم است. در حالی که تنش‌های ناشی از بارگذاری‌های خارجی با دقت قابل قبولی قابل‌اندازه‌گیری هستند، پیش‌بینی تنش‌های پسماند کار آسانی نیست. بنابراین داشتن روشی قابل‌اعتماد برای اندازه‌گیری این تنش‌ها به‌طور مستقیم به‌گونه‌ای که کم‌ترین آسیب را به سطح برساند، امری مهم است.

فیسبوک توییتر گوگل + لینکداین تلگرام واتس اپ کلوب

پاسخ دهید

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