I. Phương pháp xử lý bề mặt
Phương pháp xử lý bề mặt là một trong những yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến ứng suất tập trung và ứng suất dư trong liên kết hàn góc. Các phương pháp như phun bi và mài được sử dụng để làm sạch bề mặt, loại bỏ bụi bẩn và tăng độ bám dính của lớp sơn phủ. Tuy nhiên, ảnh hưởng của các phương pháp này đến ứng suất tập trung và ứng suất dư vẫn chưa được nghiên cứu đầy đủ. Luận văn này tập trung vào việc đánh giá hiệu quả của các phương pháp xử lý bề mặt trong việc giảm thiểu ứng suất tập trung và ứng suất dư, từ đó cải thiện độ bền liên kết hàn.
1.1. Phương pháp phun bi
Phương pháp phun bi là một kỹ thuật phổ biến trong xử lý bề mặt, sử dụng các hạt bi kim loại để làm sạch và tăng độ nhám bề mặt. Kết quả thực nghiệm cho thấy, phun bi với đường kính hạt lớn giúp giảm ứng suất dư lên đến 50%, trong khi đường kính nhỏ hơn giảm khoảng 30%. Điều này cho thấy phun bi có tác động đáng kể đến việc giảm ứng suất dư, từ đó cải thiện tuổi thọ mỏi của kết cấu.
1.2. Phương pháp mài
Phương pháp mài được áp dụng trực tiếp tại chân đường hàn để loại bỏ các khuyết tật bề mặt. Kết quả nghiên cứu chỉ ra rằng, mài giúp giảm ứng suất tập trung lên đến 45%. Điều này chứng tỏ mài là phương pháp hiệu quả trong việc giảm ứng suất tập trung, góp phần tăng cường độ bền liên kết hàn.
II. Ứng suất tập trung và ứng suất dư
Ứng suất tập trung và ứng suất dư là hai yếu tố chính gây ra phá hoại mỏi trong liên kết hàn góc. Ứng suất tập trung xuất hiện tại các vị trí có sự thay đổi đột ngột về hình học, trong khi ứng suất dư sinh ra do quá trình nguội không đồng đều sau khi hàn. Cả hai loại ứng suất này đều có ảnh hưởng lớn đến tuổi thọ mỏi của kết cấu. Luận văn này sử dụng phương pháp phân tích ứng suất hàn để đánh giá mức độ ảnh hưởng của các phương pháp xử lý bề mặt đến ứng suất tập trung và ứng suất dư.
2.1. Ứng suất tập trung
Ứng suất tập trung thường xuất hiện tại các vị trí như chân đường hàn, nơi có sự thay đổi đột ngột về hình học. Kết quả thực nghiệm cho thấy, phun bi và mài đều có tác dụng giảm ứng suất tập trung, trong đó mài có hiệu quả cao hơn với mức giảm lên đến 45%. Điều này cho thấy việc xử lý bề mặt đóng vai trò quan trọng trong việc giảm ứng suất tập trung, từ đó cải thiện độ bền liên kết hàn.
2.2. Ứng suất dư
Ứng suất dư là kết quả của quá trình nguội không đồng đều sau khi hàn, gây ra sự phân bố ứng suất không đều trong kết cấu. Kết quả nghiên cứu chỉ ra rằng, phun bi với đường kính hạt lớn giúp giảm ứng suất dư lên đến 50%, trong khi đường kính nhỏ hơn giảm khoảng 30%. Điều này chứng tỏ phun bi là phương pháp hiệu quả trong việc giảm ứng suất dư, từ đó tăng cường tuổi thọ mỏi của kết cấu.
III. Phân tích ứng suất hàn
Phân tích ứng suất hàn là một phương pháp quan trọng để đánh giá ảnh hưởng của các phương pháp xử lý bề mặt đến ứng suất tập trung và ứng suất dư. Luận văn này sử dụng phương pháp phần tử hữu hạn để mô phỏng và phân tích ứng suất trong liên kết hàn góc. Kết quả mô phỏng cho thấy, các phương pháp xử lý bề mặt như phun bi và mài đều có tác dụng giảm ứng suất tập trung và ứng suất dư, từ đó cải thiện độ bền liên kết hàn.
3.1. Phương pháp phần tử hữu hạn
Phương pháp phần tử hữu hạn được sử dụng để mô phỏng và phân tích ứng suất trong liên kết hàn góc. Kết quả mô phỏng cho thấy, phun bi và mài đều có tác dụng giảm ứng suất tập trung và ứng suất dư, trong đó mài có hiệu quả cao hơn trong việc giảm ứng suất tập trung. Điều này chứng tỏ phương pháp phần tử hữu hạn là công cụ hiệu quả trong việc đánh giá ảnh hưởng của các phương pháp xử lý bề mặt đến ứng suất hàn.
3.2. Kết quả phân tích
Kết quả phân tích cho thấy, phun bi với đường kính hạt lớn giúp giảm ứng suất dư lên đến 50%, trong khi mài giúp giảm ứng suất tập trung lên đến 45%. Điều này chứng tỏ các phương pháp xử lý bề mặt có tác động đáng kể đến ứng suất hàn, từ đó cải thiện độ bền liên kết hàn và tuổi thọ mỏi của kết cấu.
