بررسی مشابهت آزمون پانچ کوچک به عنوان یک روش شبه غیرمخرب و آزمون خستگی تک‌محوری در فولاد SS304

نویسندگان

1 دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تهران، تهران، ایران

2 دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تهران، تهران، ایران،

doi
10.30494/jndt.2026.544159.1168
چکیده

به‌منظور تعیین خواص مکانیکی از جمله خواص خستگی مواد به‌کاررفته در سازه‌ها، استفاده از روش‌های مبتنی‌بر آزمون نمونه‌های کوچک، با توجه به محدودیت‌های نمونه‌برداری و ضرورت پرهیز از تخریب قطعه‌ی اصلی، به‌شدت مورد توجه قرار گرفته است. در میان این روش‌ها، آزمون پانچِ کوچک به‌عنوان یکی از روش‌های شاخص مطرح می‌باشد. در این پژوهش هدف بررسی مشابهت آزمون خستگی پانچ کوچک با آزمون خستگی تک محوری در فولاد SS304 به عنوان یک روش شبیه‌غیرمخرب می باشد. به همین منظور رفتار آزمون خستگی پانچ کوچک از منظر نمودار نیرو برحسب تعداد سیکل تا شکست، انرژی هیسترزیس و شکل نمونه پس از آزمون خستگی مورد مطالعه قرار گرفت. پس از آماده‌سازی نمونه‌های آزمون پانج کوچک مطابق با استاندارد اروپایی با کد CWA 15627:2006 این نمونه‌ها در سطوح بارگذاری مختلف مورد آزمون قرار گرفت. در نمونه‌های آزمون پانج کوچک پس از اعمال بارگذاری خستگی خطوط ساحلی ناشی از رشد ترک خستگی در این آزمون به وضوح مشاهده شد. همچنین نمودار نیرو برحسب تعداد سیکل تا شکست به صورت توانی بوده 〖(F_max=3.415×10^5 N_f^(-0.554),R〗^2=0.96) که از این جهت مشابه نمودار تنش برحسب تعداد سیکل در آزمون تک‌محوری استاندارد می‌باشد. به علاوه در طول آزمون با افزایش تعداد سیکل‌ بارگذاری انرژی حلقه هیسترزیس افزایش پیدا کرده و رابطه آن با تعداد سیکل به صورت توانی می‌باشد 〖(R〗^2>0.81). نتایج این مجموعه آزمون‌ها نشان‌دهنده مشابهت رفتار آزمون پانچ کوچک خستگی با آزمون خستگی محوری استاندارد می‌باشد، از این رو انتظار می‌رود آزمون خستگی پانچ کوچک به عنوان یک روش کارآمد در ارزیابی خواص خستگی مواد به کار رفته در سازه‌ها مورد استفاده قرار گیرد.