تنش پسماند – از نظریه تا آزمون

در بسیاری از فرآیندهای ساخت و تولید، اجزای فلزی پس از سرد شدن یا اعمال تغییر شکل دچار تنش‌های پسماند می‌شوند؛ تنش‌هایی که بدون بارگذاری خارجی در قطعه باقی مانده و می‌توانند عملکرد آن را تحت‌تأثیر قرار دهند، منجر به ترک‌های زودهنگام یا خستگی شوند و حتی در عملیات ماشین‌کاری یا جوشکاری مشکل‌ساز باشند. شناخت مفاهیم پایه‌ای تنش و کرنش و درک دلایل ایجاد تنش‌های پسماند، پیش‌نیاز انتخاب روش صحیح برای اندازه‌گیری و کنترل آن‌هاست.

یکی از روش‌های پرکاربرد در این زمینه، روش سوراخکاری (Hole-Drilling Method) است که به‌صورت نیمه‌مخرب انجام می‌شود. در این روش ابتدا کرنش‌سنج‌ها روی قطعه نصب شده و سپس سوراخی کوچک و دقیق در محل مشخص ایجاد می‌شود. آزاد شدن تنش‌ها موجب تغییر شکل اطراف سوراخ شده و داده‌های به‌دست‌آمده توسط کرنش‌سنج‌ها ثبت و تحلیل می‌شوند. این روش برای قطعات بزرگ یا بخش‌هایی با دسترسی مناسب انتخابی رایج است و در صنایع هوافضا، خودرو و نورد کاربرد گسترده‌ای دارد؛ دقت و کالیبراسیون صحیح نیز در صحت نتایج آن نقش کلیدی دارد.

در کنار این روش، استفاده از پراش پرتو ایکس (X-Ray Diffraction – XRD) به‌عنوان یکی از دقیق‌ترین و غیرمخرب‌ترین شیوه‌های اندازه‌گیری تنش پسماند جایگاه ویژه‌ای دارد. این روش بر اساس تغییرات بسیار جزئی در فاصله صفحات کریستالی تحت تنش عمل می‌کند. با تابش پرتو ایکس به سطح قطعه و ثبت زاویه پراش بازتاب‌شده، امکان استخراج میزان تنش با دقت بالا فراهم می‌شود. از مزایای این روش می‌توان به غیرمخرب بودن، دقت در مقیاس میکرون و قابلیت تحلیل تنش‌های سطحی به‌ویژه در قطعات حساس یا عملیات سطحی‌شده مانند شات‌پینینگ و نیتراسیون اشاره کرد.

به‌طور کلی، آشنایی با روش‌های اندازه‌گیری تنش پسماند ابزاری ارزشمند برای مهندسان مکانیک، متالورژی و صنایع است تا بتوانند رفتار قطعات را در شرایط کاری بهتر تحلیل کرده و کیفیت و عمر مفید محصولات را افزایش دهند.

توسعه توسط تیم میهن وردپرس