محاسبه و اندازه گیری تنش های پسماند در لوله های فولاد زنگ نزن و بررسی تاثیر ضخامت دیواره بر توزیع تنش ها

در این مقاله رفتار مکانیکی – حرارتی فرآیند جوشکاری ذوبی برای تعیین میزان اثر ضخامت دیواره بر بزرگی و توزیع تنش پسماند جوشی در اتصال فلزات همجنس مورد بررسی قرارگرفته است. برای تایید مدل از داده های تجربی اتصالات همجنس که با روش کرنش سنجی سوراخ توسط دنگ بدست آمدند استفاده شده است. ارتباط خوبی بین نتایج المان محدود و داده های تجربی بدست آمد. نتایج نشان داد روش محاسباتی توسعه یافته در این مطالعه یک روش موثر جهت پیش بینی تنش پسماند در اتصالات -همجنس است. اثر ضخامت دیواره لوله روی تنش های پسماند جوشکاری در لوله های جوش داده شده بصورت لب به لب با استفاده از مدل المان محدود حاضر مورد مطالعه قرار گرفت. مشاهده شد که با افزایش ضخامت دیواره لوله، تنش های پسماند محوری کششی در سطح داخلی و محوری فشاری در سطح خارجی لوله فولاد زنگ نزن تقریبا تا 35 و 25 درصد کاهش یافته، ولی تنش های محوری فشاری در سطح داخلی و تنش های محوری کششی در سطح خارجی تغییر چندانی نکرده است. هم چنین در لوله فولاد زنگ نزن با افزایش ضخامت دیواره تنش پسماند محیطی فشاری در سطح داخلی کمی افزایش اما تنش های محیطی کششی تغییر قابل توجهی نمی کنند. بطور کلی ضخامت دیواره بر اندازه و توزیع تنش پسماند محیطی لوله فولاد زنگ نزن تاثیر مهمی ندارد. هم چنین در ضخامت های دیواره بالا تنش های پسماند محوری توزیع وسیع تری خواهند داشت.