مطالعه تجربی توزیع تنش های پسماند به روش نانو ایندنتیشن در فرایندهای ایجاد سوراخ‌

در این پژوهش، تغییرات توزیع تنش‌های پسماند در سه فرایند ایجاد سوراخ شامل؛ سوراخ‌کاری معمولی، چندمرحله‌ای و فرزکاری مارپیچ مورد مطالعه قرار گرفت. تنش‌های پسماند توسط روش نانوایندنتیشن برای 12 نمونه سوراخ‌کاری شده از جنس فولاد 4340aisi  و با سختی 45 راکول‌سی اندازه‌گیری شدند. نتایج حاکی از ایجاد بیشترین تنش پسماند فشاری نزدیک به سطح، در فرایند سوراخ‌کاری چندمرحله‌ای (تا 373/5 مگاپاسکال) بود. همچنین در فرایند سوراخ‌کاری معمولی، به‌واسطه تغییر فاز سطحی، اثر کار پلاستیک از بین رفته و تنش‌های پسماند کششی تا بیشینه مقدار 114/7 مگاپاسکال اندازه‌گیری شد. از سوی دیگر، کاهش سرعت برشی و افزایش نرخ پیشروی موجب افزایش تنش‌های فشاری سطحی گردید. استثنا این روند، تشکیل لایه سفید در فرایند سوراخ‌کاری معمولی بود. مقایسه تنش‌های اندازه‌گیری شده روی نمونه‌ مبنا نیز، بیانگر اختلافی در حدود 28/6% میان دو روش xrd و نانوایندنتیشن بود که تکرارپذیری مناسب اندازه‌گیری توسط روش نانوایندنتیشن را نشان می‌دهد. 

experimental analysis of residual stresses distribution using nano indentation method in hole making strategies

 in this study, variations in the residual stresses distribution were studied in different hole-making strategies including; conventional, multi-step drilling and helical milling. residual stresses were measured for 12 perforated samples made of 4340aisi steel, using nanoindentation method. the results showed the highest near-surface compressive residual stress in the multi-step drilling (up to 373.5 mpa). also, due to the phase transformation on the surface, the effect of plastic work was eliminated and tensile residual stresses up to a maximum of 114.7 mpa were measured in the drilling process. on the other hand, decreasing the cutting speed and increasing the feed rate raised the compressive stresses up. the trend exception was formation of the white layer in the drilling process. comparison of the stresses measured on the reference sample also showed a difference of about 28.6% between the two methods of xrd and nanoindentation, which shows an acceptable repeatability of the measurement using nanoindentation method.