آزمون پانچ کوچک و خستگی فلز

Mabna.

Active member
آزمون پانچ کوچک یکی از تکـنیک های آزمون بر روی نمونه های بسیار کوچک است که قابلیت جایگزینی برای آزمون­های کشش و خزش استاندارد را دارا می­باشد و به تازگی برای پیش بینی عمر خستگی نیز از آن استفاده شده است.

آزمون پانچ کوچک با غلبه بر مشکلاتی که به دلیل جدا کردن نمونه­ های بزرگ در آزمون مخرب پدید می­ آید، می­تواند به طور گسترده در صنایع مختلف مورد استفاده قرار گیرد.

در مقاله ای که در ادامه معرفی خواهد شد، برای نخستین بار آزمون پانچ کوچک بر روی نمونه های تخریب شده توسط بارگذاری خستگی انجام شده و نتایج آن با نمونه های بکر مقایسه گردیده است. بدین منظور ابتدا آزمون پانچ کوچک بر روی دیسک های کوچکی از جنس فولاد 304 SS و در دمای اتاق با یک نرخ جابجایی ثابت انجام شد و نتایج آن با آزمون کشش استاندارد مقایسه شد.

از آنجایی که بین ماکزیمم نیروی پانچ و مقاومت کششی نهایی ماده یک رابطه خطی وجود دارد، شیب این رابطه خطی به دست آمد. سپس به منظور بررسی میزان تخریب خستگی به کمک آزمون پانچ کوچک، نمونه هایی در معرض بارگذاری خستگی محوری کشش-کشش قرار گرفتند و دیسک­های کوچکی (قطر 10 میلی­متر و ضخامت 0.5 میلی­متر) از این نمونه های تخریب شده جدا شدند.

آزمون پانچ کوچک نشان داد که هرچه میزان تخریب بیشتر باشد، ماکزیمم نیروی پانچ بیشتر کاهش می­یابد و در نتیجه مقاومت کششی نهایی ماده در اثر تخریب خستگی کم می­شود. تئوری پالمگرن- ماینر تطابق بسیار خوبی را بین نظریه آسیب خطی و داده های تجربی به دست آمده از بارگذاری خستگی محوری کشش- کشش نشان داده است، به کمک تئوری ماینر عمر کارکردی و عمر باقیمانده خستگی تخمین زده شد و نشان داده شد که آزمون پانچ کوچک قابلیت مطلوبی در تخمین عمر کارکردی یا عمر باقیمانده خستگی دارد.



واژه­های کلیدی : آزمون پانچ کوچک - تخریب خستگی- تخمین عمر خستگی - پالمگرن ماینر - ماکزیمم نیروی پانچ



جزئیات بیشتر در مقاله زیر از انتشارات معتبر وایلی :


http://onlinelibrary.wiley.com/doi/1...12183/abstract
 

Mabna.

Active member
Abstract


The application of small punch test (SPT) for predicting the axial fatigue life of 304 stainless steel is examined
The results of SPT on predamaged 304 stainless steel sheets show that the increase in fatigue damage decreases the maximum punch load. However, the change in the maximum punch load can be translated into the change in the ultimate strength of the specimen according to the literature. Using the Palmgren–Miner model then, a cyclic load history is estimated that is found to be in good agreement with the actual loading. Consequently, the SPT is suggested as a fatigue life estimating technique where the past loading history is not available. In other words, this study proposes an SPT-based assessment of the remaining fatigue life of used components



ارجاع دادن به مقاله:

Tasdighi, E., Nobakhti, H. and Soltani, N. (2015), Application of Small Punch Test in Predicting the Axial Fatigue Life of 304 Stainless Steel Sheets. Experimental Techniques. doi: 10.1111/ext.12183
 

Mabna.

Active member
آزمون پانچ کوچک بر روی نمونه هایی که متحمل تخریب خستگی شده اند انجام می­شود و روشی برای تخمین عمر کارکردی خستگی یا عمر باقیمانده خستگی به کمک آزمون پانچ کوچک ارائه خواهد شد.

از آنجایی که آزمون پانچ کوچک در زمان بسیار کوتاهی صورت می­گیرد و هزینه جداسازی نمونه­ های کوچک از قطعات برای این آزمون نسبت به هزینه جدا کردن نمونه های بزرگ از قطعات برای آزمون مخرب به مراتب کمتر است و همچنین در تعیین خواص مکانیکی قطعات ، دقتی مشابه با آزمون­های مخرب و دقتی به مراتب بیشتر نسبت به آزمون­های غیرمخرب دارد، می­تواند جایگزین بسیار مناسبی برای تخمین عمر کارکردی یا عمر باقیمانده خستگی قطعات در صنایع مختلف باشد.
 

Mabna.

Active member
از موارد مهم خستگی فلزات که نیاز به تحلیل متالوژیکی می باشد، پره های توربین است.

پره های توربین گاز به واسطه شرایط کاری ناشی از روشن و خاموش کردن توربین و لرزش­های در حین کار در معرض انواع خستگی هستند.

شبیه سازی سیکلهای کاری پره های توربین نشان می دهد که آنها در حین کارکرد، خستگی ترمومکانیکال را تجربه می کنند. با این حال، در فعالیتهای ابتدایی صورت گرفته به منظور تخمین عمر خستگی از آزمایشات خستگی ایزوترمال در دماهای مختلف، محدوده های کرنش مکانیکی و نرخ کرنش متفاوت بهره می جستند. دشواری شبیه سازی تنش حرارتی در آزمایشگاه اصلی ترین دلیل استفاده از این آزمایشات بود. اما بررسی های بیشتر نشان داد، عمر حاصل ازخستگی ایزوترمال تفاوت قابل ملاحظه ای با عمر حاصل از خستگی ترمومکانیکال دارد.

به کار گیری آزمون پانچ کوچک برای پیش بینی عمر خستگی پره های توربین، یکی دیگر از کاربردهای مقاله مذکور در صنعت می باشد.
 

Mabna.

Active member
خستگی محوری کشش- کشش سبب کاهش خواص مکانیکی قطعه می شود.
یکی از این خواص، استحکام نهایی قطعه می باشد.

بنابراین با بررسی میزان کاهش استحکام نهایی قطعه به کمک آزمون پانچ کوچک، می توان عمر باقیمانده خستگی را تخمین زد.
جزئیات بیشتر این موضوع در مقاله مربوط به سال 2016 ذکر شده است:


Application of Small Punch Test in Predicting the Axial Fatigue Life of 304 Stainless Steel Sheets

لینک مقاله آزمون پانچ کوچک و خستگی
 
آخرین ویرایش:

Similar threads

بالا