طريقة التثقيب الرأسي
المحتويات
بدايةً، طريقة حفر الثقوب هي طريقة لقياس الإجهادات المتبقية، في مادة ما. يحدث الإجهاد المتبقي في المادة في غياب الأحمال الخارجية. يتفاعل الإجهاد المتبقي مع الحمل المطبق على المادة ليؤثر على القوة الإجمالية، ومقاومة الإجهاد، وأداء التآكل للمادة. يتم قياس الإجهادات المتبقية من خلال التجارب. تُعد طريقة حفر الثقوب من أكثر الطرق استخدامًا لقياس الإجهاد المتبقي. وفيما يلي تفاصيل أوسع عن ذلك.
إضافةً إلى ذلك، تُقاس التشوهات المتولدة حول الثقب أثناء التجربة باستخدام مقاييس الانفعال (Strain Gauges) أو الأساليب البصرية (Optical Methods)، ومن ثمَّ تُحسب الإجهادات المتبقية الأصلية في المادة استناداً إلى تلك التشوهات المقاسة. وتحظى طريقة ثقب الحفر بانتشار واسع لسهولة تطبيقها ولائمتهِا لمجموعة عريضة من المواد والتطبيقات الهندسيّة.
علاوةً على ذلك، تعتمد الفكرة الأساسية لهذه الطريقة على إحداث ثقب صغير داخل المادة، وعند إزالة هذا الجزء المحتوي على الإجهادات المتبقية، تعود المادة المتبقية إلى حالة توازن جديدة. ترتبط حالة التوازن الجديدة بحدوث تشوهات في المنطقة المحيطة بالثقب المفرغ، وتتناسب هذه التشوهات طردياً مع الإجهادات المتبقية التي كانت موجودة في حجم المادة المزال.
وفي هذا السياق، تشمل المزايا الرئيسية لطريقة حفر الثقوب سرعة التحضير، وتعدد استخدامات هذه التقنية مع مختلف المواد، والموثوقية. وعلى العكس، فإن طريقة حفر الثقوب محدودة في عمق التحليل وهندسة العينة.
التاريخ والتطور
من جانب آخر، ومن أهم الإنجازات استخدام طريقة العناصر المحدودة لحساب معاملات المعايرة وتقييم الإجهادات المتبقية من التشوهات المخففة المقاسة (شاجر، 1981). وقد أتاح ذلك على وجه الخصوص تقييم الإجهادات المتبقية التي لا تكون ثابتة على طول العمق.
وفي هذا الصدد، كما أتاح ذلك إمكانيات أخرى لاستخدام الطريقة، مثلًا، للمواد غير المتجانسة والطلاءات. تم توحيد إجراء القياس والتقييم بموجب معيار ASTM E837 الخاص بالجمعية الأمريكية للاختبار والمواد، مما ساهم كذلك في انتشار الطريقة. يُعد حفر الثقوب في الوقت الحالي أحد أكثر الطرق انتشارًا لقياس الإجهاد المتبقي. تُستعمل أساليب حسابية حديثة للتقييم. يجري تطوير هذه الطريقة بشكل خاص فيما يتعلق بتقنيات الحفر وإمكانيات قياس التشوهات. تقدم بعض المختبرات، مثل شركة MELIAD، خدمات قياس الإجهاد المتبقي وبيع معدات القياس بحسب معيار ASTM E837. اليوم، يتم دمج هذه الطريقة داخل الكثير من الشركات الكبيرة في قطاعي الطاقة والطيران.
علاوةً على ذلك، تم اقتراح فكرة قياس الإجهاد المتبقي عن طريق حفر ثقب وتسجيل تغير قطر الثقب لأول مرة من قبل ماثار في عام 1934. في عام 1966، قدم ريندلير وفيجنيس إجراءً منهجياً وقابلاً للتكرار لحفر الثقوب لقياس الإجهاد المتبقي. وفي الفترة اللاحقة، تم تطوير الطريقة بشكل أكبر من حيث تقنيات الحفر، وقياس التشوهات المخففة، وتقييم الإجهاد المتبقي نفسه.
المبادئ الأساسية
ومن ناحية أخرى، تعتمد طريقة حفر الثقوب لقياس الإجهادات المتبقية على حفر ثقب صغير في سطح المادة. وهذا يخفف من الإجهادات المتبقية والتشوهات المصاحبة لها حول هذه الفتحة. يتم قياس التشوهات المخففة في ثلاثة اتجاهات مختلفة على الأقل حول الفتحة. ثم يتم تقييم الإجهاد المتبقي الأصلي في المادة بناءً على التشوهات المقاسة وباستخدام ما يسمى بمعاملات المعايرة. يتم عمل الثقب بواسطة قاطع طرفي أسطواني أو بتقنيات بديلة. يتم قياس التشوهات في أغلب الأحيان باستخدام مقاييس الإجهاد (ورود مقياس الإجهاد ).
📝 هل في هذه المقالة خطأ؟
إذا وجدت معلومة تحتاج تصحيحاً أو إضافة، أو أردت حذف المقالة، أرسل لنا طلباً وسنراجعه.
ما رأيك في هذه المقالة؟