عنوان اختراع: فرآیند اندازه گیری تنش های پسماند در مقیاس میكرو با استفاده از سوراخكاری لیزر"Residual stress measurement in micro scale using Laser drilling"

خلاصه اختراع

روش اندازه گیری تنش های پسماند در مقیاس میكرو: اختراع حاضر در زمینه مكانیك و آزمایش خصوصیات مواد به كار می رود تنش‌های پسماند، تنش‌هایی خود متعادل هستند كه در داخل قطعه محبوس گردیده‌اند و درحالی‌كه قطعه تحت هیچ نوع بار خارجی نیست، بخشی از مقاومت آن صرف غلبه بر این تنش‌ها می‌گردد. در بسیاری از موارد، تنش‌های پسماند نقش عمده‌ای را در شكست سازه ایفا می‌كنند، ولی همیشه نقش مخرب ندارند. شناسایی تنش‌های پسماند تأثیر بسزایی در طراحی قطعات و سازه‌ها دارند و شناسایی آنها كمك شایانی در پیش‌بینی رفتار قطعه تلقی می‌شود. تا كنون روشی برای اندازه گیری تنش های پسماند در مقیاس میكرو ارائه نشده است. برای اندازه گیری تنش پسماند با استفاده از این روش، از تركیب سوراخكاری مركزی میكرو به ‌وسیله لیزر با تصویربرداری توسط میكروسكوپ الكترونی و همسان سازی تصاویر دیجیتال استفاده شده است. همسان‌سازی تصاویر دیجیتال یك روش قدرتمند بدون تماس برای اندازه‌گیری تغییر شكل مواد است. همسان سازی تصاویر دیجیتال، از الگوریتم ثبت تصاویر برای ردیابی تغییر شكل‌های نقاط ماده بین تصویر مرجع (معمولاً بدون تغییر شكل) و تصویر جاری (معمولاً تغییر شكل یافته) استفاده می‌كند كه در این اختراع استفاده شده است. در این اندازه‌گیری ابتدا از سطح ماده موردنظر توسط میكروسكوپ الكترونی تصویربرداری می شود. سپس، یك سوراخ با قطر µm 180 و عمق µm375 در سطح قطعه توسط لیزر ایجاد می شود. در مرحله بعد مجدداً توسط میكروسكوپ الكترونی از قسمتی از سطح ماده كه در ان سوراخ ایجاد شده است، تصویربرداری انجام می شود. با همسان سازی تصاویر گرفته شده، قبل و بعد از سوراخكاری و با استفاده از الگوریتم همسان سازی تصاویر دیجیتال مقدار كرنش‌های ایجاد شده اندازه‌گیری می شود. سپس با استفاده از خصوصیات مكانیكی ماده، كرنش های آزاد شده به تنش های پسماند تبدیل می شوند. این اختراع در روش اندازه گیری تنش پسماند در مواد مختلف، به خصوص موادی كه اندازه گیری تنش پسماند در مقیاس میكرو در آنها مهم هستند مانند نانو مواد و نانو كامپوزیت ها به كار گرفته می شود.