بررسی عددی تأثیر پارامترهای فرایند شاتپینینگ بر توزیع تنشهای پسماند با استفاده از مدل المان محدود سهبعدی تصادفی
نویسندگان
1 دانشجوی دکتری، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه گیلان، رشت، ایران
2 نویسنده مسئول: دانشیار، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه گیلان، رشت، ایران
doi
چکیده
شاتپینینگ یک فرایند کار سرد است که برای افزایش عمر خستگی قطعات فلزی از طریق ایجاد تنش پسماند فشاری در سطح آنها بکار میرود. بررسی تجربی پارامترهای این فرایند بسیار مشکل و پرهزینه است؛ لذا معمولاً از روش اجزای محدود برای شبیهسازی و بررسی پارامترهای این فرایند استفاده میشود. بااینحال، اکثر مدلهای اجزای محدود موجود قادر به توصیف حرکت تصادفی و واقعی جریان ساچمهها نیستند و از نظر مدلسازی تعداد ساچمهها نیز محدودیت دارند؛ بنابراین در این تحقیق در مرحله اول یک مدل اجزای محدود از فرایند شاتپینینگ ارائه میگردد که قادر به شبیهسازی حالت تصادفی و پر تعداد این فرایند است و در مرحله بعد توسط آن تأثیر پارامترهای مختلف این فرایند مانند اندازه، سرعت و زاویه پرتاب ساچمهها بر تنش پسماند بررسی میگردد. مطابق با نتایج بهدستآمده، مقادیر بهینه برای اندازه قطر ساچمهها برابر 5/1 میلیمتر، برای سرعت پرتاب ساچمهها برابر با 100 متر بر ثانیه و برای زاویه پرتاب ساچمهها برابر با 90 درجه حاصل گردید. همچنین افزایش قطر ساچمهها بیشترین و افزایش زاویه پرتاب ساچمهها کمترین تأثیر را در افزایش مقدار و عمق تنش پسماند داشتند. در ضمن پارامتر مهم شدت شاتپینینگ که معمولاً از طریق تجربی و توسط گیج آلمن اندازهگیری میشود، توسط این مدل و بهصورت عددی اندازهگیری گردید. نتایج بهدستآمده تطابق خوبی با نتایج تجربی حاصل از کار دیگر محققین داشت و لذا میتوان از اعتبار مدل ارائهشده اطمینان حاصل نمود.
