Röntgendiffraktioon perustuvalla menetelmällä mitattujen jäännösjännitysten vaste mittausjärjestelyihin ja mittausparametreihin.

Abstract

Tämän työn tarkoituksena oli selvittää kuinka röntgendiffraktometrin asemoinnissa esiintyvät virheet vaikuttavat mittaustuloksiin. Koekappaleina toimivat teräksestä (S1100) ja alumiinista (6082) valmistetut levyt, joiden keskelle hitsattiin palko jäännösjännityksien aiheuttamiseksi. Kappaleiden valmistus ja mittaukset suoritettiin LUT-yliopiston teräsrakenteiden laboratoriossa.

Kappaleista mitattiin jäännösjännityksiä muuttamalla mittauksessa käytettyjä parametreja ja kallistamalla kappaleita mittalaitteeseen nähden. Tuloksista huomattiin kuinka parametrien muutokset vaikuttavat eri kulmilla mitattuihin jäännösjännityksiin. Tuloksista huomattiin myös, kuinka teräs ja alumiini reagoivat eri tavoilla kulman muutoksiin. Teräs ja alumiini reagoivat molemmat melko lineaarisesti etäisyyden muutoksiin.

Teräksellä vaste oli noin 15 MPa/0,1 mm ja alumiinilla 10 MPa/0,1 mm. Teräksellä 5-asteen kulmavirheillä ei ollut merkitystä, mutta 10-astetta kasvatti tuloksia huomattavasti. Alumiinilla ei saatu määritettyä hyväksyttävää tarkkuutta, mutta 10-asteen heitto kasvatti tuloksia todella merkittävästi. Parametreja varioidessa huomattiin kallistusten suuruudella, symmetrisyydellä ja jakojen määrällä olevan merkitystä. Alumiini kuitenkin reagoi terästä suuremmin erilaisiin kallistuksiin.

The purpose of this bachelor's thesis was to investigate how errors in positioning of the diffractometer affect the results of XRD measurements. Specimens were steel (S1100) and aluminum (6082) squares, which had a deposition weld in the middle to induce residual stresses. The manufacturing and measurement of the specimen were conducted at the Steel Structures Laboratory of LUT university.

Residual stresses were measured changing the parameters used and angling the test specimens in relation to the diffractometer. The results showed how the distance affects residual stresses with different angles. The results also showed how steel and aluminum react differently to different angles.

The steel and aluminum both reacted linearly to changes in the distance. With steel the effect was about 15 MPa/0,1 mm and with aluminum 10 MPa/0,1 mm. With different angles, it was observed that with steel, an error of 5-degrees doesn’t affect the results significantly. However, there is a noticeable increase in the results when the degree is 10-degrees. With aluminum it wasn’t possible to define an acceptable tolerance, but an angle of 10-degrees increased the results significantly. When varying the parameters, it was observed that the size of the tilt, symmetricity and how the tilts are divided affected the results on both materials. However, aluminum was more sensitive to different parameters