عنوان

بررسی و ارزیابی تنش پسماند در جوشکاری همزن اصطکاکی آلیاژ مونل ۴۰۰

IR

۳۶۷۰پ

فارسی

IR

بررسی و ارزیابی تنش پسماند در جوشکاری همزن اصطکاکی آلیاژ مونل ۴۰۰

[پایان‌نامه]

Analysis and evaluation of residual stress in friction stir welding monel ۴۰۰

/اسماعیل اسفندیار

: مهندسی مواد

، ۱۳۹۶

۱۱۱ص.

:

زبان: فارسی

زبان چکیده: فارسی

چاپی - الکترونیکی

مصور، جدول، نمودار

کارشناسی ارشد

مهندسی مواد - شناسایی و انتخاب مواد فلزی

۱۳۹۶/۱۲/۰۱

صنعتی سهند

آلیاژهای مونل از مهمترین آلیاژهای نیکل-مس با درصد نیکل بالا محسوب می‌شوند که مقاومت خوردگی خوبی در برابر نمک‌های خنثی و قلیایی، دارند .جوشکاری همزن اصطکاکی (FSW) یک نوع فرآیند جوشکاری است که از آن برای اتصال در حالت جامدی که رفتار ترموپلاستیک از خود نشان می‌دهند، استفاده می‌شود .اما با توجه به رژیم حرارتی خاصی که قطعات تحت عملیات FSW متحمل می‌شوند ایجاد تنش‌های پسماند در قطعات پس از FSW اجتناب ناپذیر بوده و غالبا نیاز به اندازه‌گیری، تحلیل و بررسی بیشتری دارد، زیرا در صورت عدم کنترل مقدار و نوع تنش‌های پسماند، خواص قطعه حین استفاده می‌تواند به چالش کشیده شود .لذا در این پایان نامه سعی شده است که تنش پسماند در آلیاژ مونل ۴۰۰ با ساختار محلول جامد تک‌فاز پس از انجام FSW هم بصورت عملی و هم بصورت شبیه‌سازی شده مورد بررسی و ارزیابی قرار گیرد .بر این اساس، ابتدا جوشکاری همزن اصطکاکی، بر روی تسمه‌هایی به ضخامت حدودmm ۲/۵ از آلیاژ مونل ۴۰۰ با سرعت چرخش ابزار rpm۴۵۰ و سرعت پیش‌رویmm/min ۲۰۰ انجام گرفت .سپس تنش پسماند ایجاد شده در ناحیه متاثر از عملیات ترمومکانیکی در نمونه جوشکاری شده با روش سوراخ‌کاری طبق استانداردE- ASTM۸۳۷ اندازه‌گیری شد .در مرحله بعد با توجه به پرهزینه بودن روش‌های تجربی اندازه‌گیری تنش پسماند، روش شبیه سازی برای آنالیز تنش پسماند مونل ۴۰۰ پس از عملیات FSW مورد استفاده قرار گرفت و نتایج شبیه سازی با نتایج تجربی مورد اعتبار سنجی قرار گرفت .شبیه سازی آنالیز تنش پسماند نمونه FSW مونل ۴۰۰ با نرم‌افزار آباکوس نسخه ۲۰۱۷، تحت فضای اویلری انجام گرفت .برای تحلیل رفتار نمونه و همچنین انتخاب نوع حلگر نیز به ترتیب از مدل جانسون-کوک و حل‌گر اکسپلیسیت استفاده شد .نتایج تجربی حداکثر مقدار تنش پسماند را در ناحیه متاثر از عملیات ترمومکانیکیMPa ۵۶۱ و حداقل تنش پسماند راMPa ۳۱ هر دو به صورت تنش کششی نشان می‌دهد، که با نتایج شبیه سازی با حداکثر تنش کششی بر طبق معیار فون- میسز MPa ۴۹۱ و حداقل MPa ۳۰ مطابقت خوبی نشان می‌دهد .اختلاف نتایج تئوری و عملی بر طبق معیار فون- میسز در حداکثر تنش حدود ۱۲ و در حداقل تنش حدود ۳ اندازه گیری شد .همچنین مقدار حداکثر و حداقل تنش پسماند در نتایج شبیه سازی بر طبق معیار ترسکا به ترتیب MPa ۵۴۷ و MPa ۳۲ بدست آمد که اختلاف نتایچ تئوری و عملی در این حالت نیز به تربیت در حداکثر و حداقل تنش پسماند ۲ و ۳ اندازه‌گیری شد.

The most important of the high nickel-copper alloys are the Monel alloys due to their high corrosion resistance to neutral and alkaline salts. The uses of these alloys in the manufacturing of tanks and equipment for nuclear technology has increased by using of correct welding process. Friction Stir Welding (FSW) is a welding process which is used to join materials, usually metals with thermoplastics behavior, existence of a thermal regime of the welded parts during FSW operation, causes residual stress in sample after the FSW in inevitable and needs further measurement, analyse and investigation, Because, if the amount and type of stress are not controlled, the properties of the piece can be challenged. in this thesis, the residual stresses in Monel 400 alloy after the FSW process has been investigated both of practical and simulation procedur. In this research, FSW was carried out on Fathis optimal parameters on belt of about 2.5 mm thickness of Monel 400 alloy with a rotational speed of 450 rpm and an advance speed of 200 mm / min. Then, the residual stresses in the Monel 400 alloy were measured by hole drilling method according to ASTM-E837 standard. But the use of purely laboratory methods for this purpose is often costly. Accordingly, a combination of both simulation and empirical methods was used to measure the residual stress in the Monel 400 alloy under the FSW. The residual stress analysis of the Monel 400 FSW sample was simulated with the Abaqus version of 2017 and its results were compared with the practical results of the hole drilling test. In the hole drilling method, the maximum residual stress of 561MPa and minimum residual stresses 31MPa were measured. The maximum and minimum values of stresses in the simulation were also in good agreement with the practical method, and 491 MPa and 30 MPa, respectively, were obtained

ba

Analysis and evaluation of residual stress in friction stir welding monel ۴۰۰

تنش پسماند

جوشکاری همزن اصطکاکی

مونل ۴۰۰

شبیه سازی

روش سوراخ‌کاری

Residual stress, Friction Stir Welding, Monel 400 Alloy, Simulation, Hole drilling Method

تنش پسماند، جوشکاری همزن اصطکاکی، مونل ۴۰۰، شبیه سازی، روش سوراخ‌کاری

اسفندیار، اسماعیل

صمدی، احد، استاد راهنما

ایران

20230912

مواد ،۷۰۵۸۸ ،۱۳۹۶

ل‌نوم‍ ژایلآ ی‌کاکطصا ن‌زمه‍ ی‌راکشوج‍ رد دنامسپ‍ ش‌نت‍ ی‌بایزرا و ی‌سررب‍ ۰۰۴.pdf

عادی

عادی

3670.pdf

p70588.pdf

0

ایمانی

متن

0

پ۳۶۷۰

فارسی

نمایه‌سازی قبلی

pe

TF

92029

1

a

Y