فردین نعمت زاده

در مطالعه‌ حاضر تلاشی‌ صورت گرفت‌ تا نحوه تاثیر پارامترهای‌ برنیشینگ‌ بر تنش‌ پسماند سطحی‌ و کرنش‌ پلاستیکی‌ معادل درک شود. به‌ این‌ منظور با استفاده از نرم افزار آباکوس و با در نظر گرفتن‌ مدل ماده جانسون-کوک برای‌ فولاد کم آلیاژ 1.6959 و سوپرآلیاژ پایه کبالت Haynes25، شبیه‌ سازی‌ المان محدود انجام پذیرفت‌ و تاثیر پارامترهای‌ برنیشینگ‌ از قبیل‌ عمق نفوذ‌ و تعداد پاس بر توزیع‌ کرنش‌ پلاستیک‌ معادل و تنش‌ پسماند تحلیل‌ شد. به‌ منظور ارزیابی‌ کرنش‌ پلاستیکی‌ و مقدار تنش‌ پسماند، یک‌ مدل سه‌ بعدی‌ از فولاد کم آلیاژ و سوپرآلیاژ پایه کبالت به‌ عنوان جسم‌ قابل‌ تغییرشکل‌ و ساچمه‌ به‌ عنوان جسم‌ صلب‌ در نظر گرفته و با استفاده از نرم افزار آباکوس شبیه سازی المان محدود انجام شد. تعداد 283,550 المان به صورت C3D8R برای‌ مش‌زنی‌ مدل در نظر گرفته‌ شد. اصطحکاک عامل اصلی انجام فرآبند غلتکی در فرآیند شبیه سازی است. یعنی‌ اینکه‌ اگر ضریب‌ اصطکاک صفر در نظر گرفته‌ شود ساچمه‌ غلتکی سطح‌ قطعه‌ را غلتک‌ کاری‌ نمی‌کند. بنابراین‌ در مطالعه‌ حاضر تماس سطح‌ به‌ سطح‌ برای‌ شبیه‌ سازی‌ تماس ساچمه‌ با قطعه کار تعریف‌ شد. به منظور مقایسه و ارزیابی ویژگی‌های سطحی از شبیه سازی تست سایش هم استفاده شد. میزان نفوذ پین و دیسک، تنش میسز(معادل) و کرنش پلاستیک معادل برای رفتار سطحی ماده بررسی شد. از نتیجه کرنش معادل و تنش پسماند، سطحی بودن فرآیند برنیشینگ اثبات شد. همچنین دستیابی به حداکثر سختی معادل و میزان تنش پسماند فشاری مطلوب در هر دو نمونه‌ی‌ فولاد کم آلیاژ پر استحکام DIN 1.6959 و سوپر آلیاژ پایه کبالت Haynes25 تحت‌ فرآیند‌ برنیشینگ‌ پس از 7 پاس و با بارگذاری کنترل جابه‌جایی 04/0 میلی‌متر مجقق شد. نتایج شبیه سازی با کارهای تجربی و شبیه سازی دیگر محققین مقایسه و همخوانی خوبی به دست آمد. همچنین در تحلیل نتایج شبیه سازی سایش قبل و بعد از برنیشینگ شیارهای موازی بر روی دیسک مشاهده شد که از نوع خراشان(خیشی) بود. مقدار تنش پسماند فشاری در راستای محیطی برای Haynes25 به میزان 695 مگاپاسکال و در عمق 5/0 میلی‌متر و در راستای محوری مقدار 6/805 مگاپاسکال در عمق 47/0 به تعادل رسید. مقدار کرنش موثر نیز 48/58 به دست آمد. برای فولاد کم آلیاژ مقدار تنش پسماند فشاری در راستای محیطی به میزان 1482 مگاپاسکال و در عمق 47/0 میلی‌متر و در راستای محوری 1442مگاپاسکال در عمق 5/0 به تعادل رسید. مقدار کرنش موثر نیز 450/2 به دست آمد. در نهایت با توجه به نتایج شبیه سازی عملیات برنیشینگ می‌توان گفت این عملیات در پایدارسازی سطحی و رسیدن به مرحله دوم سایش تاثیر بسزایی داشته به گونه‌ای که در زمان و مسافت سایشی کمتری سطح پایدار می‌شود.