Teshiklarni burg'ulash usuli - Hole drilling method

Teshikni burg'ulash usuli qoldiq stresslarni o'lchash usuli,[1][2] materialda. Qolgan stress tashqi yuklarning yo'qligida materialda paydo bo'ladi. Qoldiq stress materialga qo'llaniladigan yuk bilan ta'sir o'tkazib, materialning umumiy kuchliligi, charchoq va korroziya ko'rsatkichlariga ta'sir qiladi. Qoldiq stresslar tajribalar orqali o'lchanadi. Teshiklarni burg'ulash usuli qoldiq kuchlanishni o'lchash uchun eng ko'p ishlatiladigan usullardan biridir.[3]

Teshikni burg'ulash usuli material yuzasi yaqinidagi makroskopik qoldiq kuchlanishlarni o'lchashi mumkin. Ushbu tamoyil materialga kichik teshik ochishga asoslangan. Qoldiq stressni o'z ichiga olgan material chiqarilganda, qolgan material yangi muvozanat holatiga keladi. Yangi muvozanat holati burg'ilangan teshik atrofidagi deformatsiyalarga bog'liq. Deformatsiyalar burg'ulash natijasida chiqarilgan material hajmidagi qoldiq stress bilan bog'liq. Teshik atrofidagi deformatsiyalar tajriba davomida o'lchash asboblari yoki optik usullar yordamida o'lchanadi. Materialdagi asl qoldiq stress o'lchangan deformatsiyalar bo'yicha hisoblanadi. Teshiklarni burg'ulash usuli soddaligi bilan mashhur bo'lib, u keng ko'lamdagi dastur va materiallarga mos keladi.

Teshiklarni burg'ilash usulining asosiy afzalliklari orasida tezkor tayyorgarlik, turli materiallar uchun texnikaning ko'p qirraliligi va ishonchliligi mavjud. Aksincha, teshiklarni burg'ulash usuli tahlil chuqurligi va namunalar geometriyasi bilan cheklangan va hech bo'lmaganda yarim halokatli.

Qoldiq kuchlanishlarni o'lchash uchun teshiklarni burg'ulash usuli - o'lchash moslamasidagi so'nggi tegirmon detali.

Tarix va rivojlanish

Teshikni burg'ulash va teshik diametrining o'zgarishini ro'yxatdan o'tkazish orqali qoldiq kuchlanishni o'lchash g'oyasi birinchi marta 1934 yilda Mathar tomonidan taklif qilingan. 1966 yilda Rendler va Vignis qoldiq kuchlanishni o'lchash uchun teshiklarni burg'ulashning muntazam va takrorlanadigan tartibini joriy qildilar. Keyingi davrda usul burg'ulash texnikasi, yumshatilgan deformatsiyalarni o'lchash va qoldiq stressni baholash nuqtai nazaridan yanada rivojlandi. Kalibrlash koeffitsientlarini hisoblash va o'lchangan yengil deformatsiyalardan qoldiq stresslarni baholash uchun cheklangan elementlar usulidan foydalanish juda muhim bosqichdir (Schajer, 1981). Bu ayniqsa chuqurlikda doimiy bo'lmagan qoldiq kuchlanishlarni baholashga imkon berdi. Shuningdek, bu usuldan foydalanishning yanada ko'proq imkoniyatlarini keltirib chiqardi, masalan, bir hil bo'lmagan materiallar, qoplamalar va boshqalar uchun. O'lchash va baholash tartibi ASTM E837 normasi bilan standartlangan.[4] Ushbu uslubning ommalashishiga hissa qo'shgan Amerika Sinov va Materiallar Jamiyati. Teshikni burg'ulash hozirgi vaqtda qoldiq kuchlanishni o'lchashning eng keng tarqalgan usullaridan biridir. Baholash uchun zamonaviy hisoblash usullari qo'llaniladi. Usul ayniqsa burg'ulash texnikasi va deformatsiyalarni o'lchash imkoniyatlari nuqtai nazaridan ishlab chiqilmoqda.

Asosiy tamoyillar

Qoldiq kuchlanishlarni o'lchash uchun teshik burg'ulash usuli material yuzasida kichik teshik ochishga asoslangan. Bu teshik atrofidagi qoldiq stresslarni va ular bilan bog'liq deformatsiyalarni engillashtiradi. Yengillashtirilgan deformatsiyalar teshik atrofida kamida uchta mustaqil yo'nalishda o'lchanadi. So'ngra materialdagi asl qoldiq stress, o'lchangan deformatsiyalar asosida va kalibrlash koeffitsientlari deb nomlanib baholanadi. Teshik silindrsimon so'nggi tegirmon yoki muqobil usullar bilan amalga oshiriladi. Deformatsiyalar ko'pincha o'lchov o'lchagichlar (kuchlanish o'lchagich rozetlari) yordamida o'lchanadi.

Qoldiq kuchlanishni o'lchash uchun teshik burg'ulash usulining printsipi.

Sirt tekisligidagi ikki tomonlama stressni o'lchash mumkin. Usul ko'pincha kichik moddiy zarar tufayli yarim halokatli deb ataladi. Usul nisbatan sodda, tezkor, o'lchash moslamasi odatda ko'chma. Kamchiliklar orasida texnikaning buzg'unchi xarakteri, cheklangan o'lchamlari va bir xil bo'lmagan stresslar yoki bir hil bo'lmagan materiallar xususiyatlari holatida baholashning pastroq aniqligi kiradi.

Kalibrlash koeffitsientlari deb ataladigan qoldiq stressni baholashda muhim rol o'ynaydi. Ular yumshatilgan deformatsiyalarni materialdagi asl qoldiq stressga aylantirish uchun ishlatiladi. Koeffitsientlar nazariy jihatdan teshik va bir hil kuchlanish uchun olinishi mumkin. Keyin ular faqat moddiy xususiyatlarga, teshik radiusiga va teshikdan masofaga bog'liq. Amaliy dasturlarning aksariyat qismida nazariy asosda olingan koeffitsientlardan foydalanishning dastlabki shartlari bajarilmagan, masalan, tenzometr maydonidagi integral deformatsiya kiritilmagan, teshik o'rniga ko'r va boshqalar. Shuning uchun koeffitsientlar hisobga olishning amaliy jihatlaridan foydalaniladi. Ular asosan sonli element usuli yordamida sonli hisoblash yo'li bilan aniqlanadi. Ular teshik kattaligi, teshik chuqurligi, tensometrik rozetaning shakli, material va boshqa parametrlarni hisobga olgan holda, engillashtirilgan deformatsiyalar va qoldiq kuchlanishlar o'rtasidagi munosabatni ifodalaydi.

Teshik burg'ulashning qoldiq kuchlanishini o'lchash usuli uchun kalibrlash koeffitsientlarini hisoblash uchun FEM mesh.

Qoldiq stresslarni baholash ularni o'lchangan yengillashtirilgan deformatsiyalardan hisoblash uslubiga bog'liq. Barcha baholash usullari asosiy printsiplar asosida qurilgan. Ular foydalanishning dastlabki shartlari, kalibrlash koeffitsientlariga aniqlik talablari yoki qo'shimcha ta'sirlarni hisobga olish imkoniyati bilan farqlanadi. Umuman olganda, teshik ketma-ket qadamlar bilan amalga oshiriladi va har bir qadamdan keyin yengillashtirilgan deformatsiyalar o'lchanadi.

Qoldiq stressni baholash usullari

Yengillashtirilgan deformatsiyalar natijasida qoldiq stresslarni baholash uchun bir necha usullar ishlab chiqilgan. Asosiy usul bu teng keladigan bir xil stress usuli. Alohida teshik diametri, rozet turi va teshik chuqurligi koeffitsientlari ASTM E837 normasida e'lon qilingan.[4] Usul chuqurlik bo'ylab doimiy yoki ozgina o'zgaruvchan stressga mos keladi. U doimiy bo'lmagan stresslar uchun qo'llanma sifatida ishlatilishi mumkin, ammo bu usul juda buzilgan natijalarni berishi mumkin.

Eng umumiy usul bu integral usul. Bu bo'shatilgan stressning ta'sirini berilgan chuqurlikda hisoblab chiqadi, ammo teshikning umumiy chuqurligi bilan o'zgaradi. Kalibrlash koeffitsientlari matritsalar bilan ifodalanadi. Baholash tenglama tizimiga olib keladi, uning echimi ma'lum chuqurlikdagi qoldiq kuchlanishlarning vektori. Kalibrlash koeffitsientlarini olish uchun raqamli simulyatsiya zarur. Integral usul va uning koeffitsientlari ASTM E837 normasida belgilanadi.[4]

Integral usuli bo'yicha qoldiq stressni baholash sxemasi. Teshik chuqurligiga va teshikdagi holatiga qarab kalibrlash koeffitsientlarining shakli.

Kalibrlash koeffitsientlariga va baholash jarayonining o'ziga nisbatan past talablarga ega bo'lgan boshqa baholash usullari mavjud. Bunga quyidagilar kiradi o'rtacha stress usuli va bosqichma-bosqich kuchlanish usuli. Ikkala usul ham deformatsiyaning o'zgarishi faqat burg'ulash pog'onasidagi bo'shashgan stress tufayli yuzaga keladi degan taxminga asoslanadi. Ular faqat stress rejimlarida kichik o'zgarishlar bo'lsa mos keladi. Ikkala usul ham bir xil kuchlanish uchun son jihatdan to'g'ri natijalarni beradi.

Quvvat seriyasining usuli va spline usuli integral usulning boshqa modifikatsiyalari. Ularning ikkalasi ham stress ta'sirining sirtdan masofasini va teshikning umumiy chuqurligini hisobga oladi. Integral usuldan farqli o'laroq, natijada olingan stress qiymatlari polinom yoki spline bilan taxmin qilinadi. Quvvat seriyasining usuli juda barqaror, ammo tez o'zgaruvchan stress qiymatlarini ushlab turolmaydi. Spline usuli integral usulga qaraganda ancha barqaror va xatolarga kam ta'sir qiladi. Haqiqiy kuchlanish qiymatlarini quvvat seriyali usulidan yaxshiroq ushlashi mumkin. Asosiy kamchilik - bu chiziqli bo'lmagan tenglamalar tizimini echish uchun zarur bo'lgan murakkab matematik hisob-kitoblar.

Teshikni burg'ulash usulidan foydalanish

The teshik burg'ulash usuli moddiy ishlab chiqarish va qayta ishlash bilan shug'ullanadigan ko'plab sanoat sohalarida foydalanishni topadi. Eng muhim texnologiyalarga issiqlik bilan ishlov berish, mexanik va termal sirtni ishlov berish, ishlov berish, payvandlash, qoplash yoki ishlab chiqarish aralashmalari kiradi. Nisbatan universalligiga qaramay, usul ushbu asosiy old shartlarni bajarishni talab qiladi: materialni burg'ulash imkoniyati, tensometrik rozetlarni (yoki deformatsiyalarni o'lchashning boshqa vositalarini) qo'llash imkoniyati va moddiy xususiyatlarni bilish. Qo'shimcha shartlar o'lchovning aniqligi va takrorlanishiga ta'sir qilishi mumkin. Bularga, ayniqsa, namunaning o'lchami va shakli, o'lchangan maydonning qirralardan uzoqligi, materialning bir xilligi, qoldiq kuchlanish gradyanlari mavjudligi va boshqalar kiradi. Teshiklarni burg'ulash laboratoriyada yoki maydon o'lchovi sifatida amalga oshirilishi mumkin, bu uni ideal holatga keltiradi. harakatga keltirilmaydigan katta qismlardagi haqiqiy stresslarni o'lchash uchun.

Shuningdek qarang

Tashqi havolalar

Adabiyotlar

  1. ^ "Měření zbytkových napětí | Texnologik jarayonlarning termomekanikasi". ttp.zcu.cz. Olingan 2019-04-05.
  2. ^ "ASTM E 837 bo'yicha rozet teshiklari bilan burg'ulash orqali qoldiq kuchlanishni o'lchash". G2MT laboratoriyalari. 2017-04-05. Olingan 2019-04-05.
  3. ^ "Měření zbytkových napětí | Texnologik jarayonlarning termomekanikasi". ttp.zcu.cz. Olingan 2019-04-05.
  4. ^ a b v [ASTM E 837: teshiklarni burg'ulash shtammini o'lchash usuli bilan qoldiq stressni aniqlash uchun standart sinov usuli, ASTM standarti, Amerika sinov va materiallar jamiyati]