عنوان

تأثیرات فرایند صیقل‌کاری با پلاستیسیته کم بر روی عمر خستگی قطعه فرایند اصطکاکی اغتشاشی شده

Number

‭۱۴۹۷۶پ‬

.Language of Text, Soundtrack etc

per

Title Proper

تأثیرات فرایند صیقل‌کاری با پلاستیسیته کم بر روی عمر خستگی قطعه فرایند اصطکاکی اغتشاشی شده

First Statement of Responsibility

/حجت موسوی

Name of Publisher, Distributor, etc.

: مهندسی مکانیک

Date of Publication, Distribution, etc.

، ‮‭۱۳۹۴‬

Text of Note

چاپی

Dissertation or thesis details and type of degree

کارشناسی ارشد

Discipline of degree

مهندسی مکانیک گرایش طراحی کاربردی

Date of degree

‮‭۱۳۹۴/۱۱/۲۰‬

Body granting the degree

تبریز

Text of Note

امروزه در صنایع خودروسازی و هوافضا سبک‌صسازی قطعات و سازگاری با محیط زیست بسیار با اهمیت است .به همین منظور تلاش می‌صکنند تا به جای آلیاژهای فولاد جایگزینی مناسب از لحاظ سبک بودن و استحکام ، از جمله آلومینیوم، منیزیم و کامپوزیتهای پلیمری مقاوم وغیره پیدا کنند .از طرفی فراهم کردن ویژگی های خاص مانند استحکام بالا، به محدودیت‌صهای مشخصی بر حسب زمان و هزینه تولید منجر می شود .به همین خاطر فناوری جدیدی به نام فرایند اصطکاکی اغتشاشی ‮‭(FSP)‬ از جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی نوآوری شده است که می تواند خواص ماده را بهبود بخشد .بهبود سطح در مقابل واماندگی وابسته به چندین مشخصه شامل پرداخت سطح، تنش های پسماند و سردکاری است .تولید تنش‌صهای پسماند فشاری در مواد فلزی روش مناسبی برای افزایش عمر خستگی است .در صنعت چندین روش مختلف برای بهبود سطح معرفی شده است .فرایند صیقل کاری با پلاستیسیته کم ‮‭(LPB)‬ یکی از روش های بهبود سطح است که می تواند بدون نیاز به بهبود شرایط محیطی، مواد و یا طراحی قطعات تنش های کششی سطح را کاهش دهد و یا به طور کامل حذف کند .این فرایند یک لایه تنش های پسماند فشاری با عمق مناسب را فراهم می‌صکند .در پژوهش حاضر، آلیاژ آلومینیوم پرکاربرد‮‭۷۰۷۵ - ۶T‬به عنوان نمونه مورد مطالعه انتخاب شده است .در روند پایان-نامه، ابتدا از طریق شبیه‌صسازی در محیط نرم‌صافزار آباکوس، فرایند ‮‭FSP‬ بر روی فلز مورد نظر مدل‌صسازی شده و سپس فرایند ‮‭LPB‬ بر روی فلز ‮‭FSP‬ شده صورت گرفته‌ص‍ است .هر کدام از فرایندها به طور جداگانه با یکی ازمقالات انتخابی اعتبارسنجی شده است که تطبیق مناسبی بین نتایج به چشم می‌صخورد .سپس تنش‌صهای پسماند در راستای عرض و عمق برای فرایند ‮‭FSP‬ قبل و بعد از فرایند ‮‭LPB‬ برای مقایسه نتایج بررسی شده است .فرایند ‮‭LPB‬ بر روی قطعه ‮‭FSP‬ شده توسط یک نوع ساچمه و با دو نیروی مختلف در ‮‭۵‬ مسیر فراهم شده است .همچنین، فرایند ‮‭LPB‬ نیز بر روی فلز پایه انجام شده است تا با نتایج قبلی مقایسه گردد .طبق نتایج به‌صدست آمده، با انجام فرایند ‮‭FSP‬ تنش‌صها به صورت کششی و مخرب در قطعه باقی می‌صماند، که این تنش‌صها منجر به کاهش عمر خستگی قطعه می‌صگردد .اما، فرایند ‮‭LPB‬ انجام شده روی آن قابلیت این را داشته که تنش-های پسماند این قطعه را تا عمق ‮‭۵/۱‬ میلی‌صمتر به خوبی کاهش دهد .در نهایت با استفاده از روش عددی اسمیت، واتسون و تاپر ‮‭(SWT)‬ عمر خستگی برای حالت‌صهای مختلف شبیه‌صسازی شده با استفاده از تنش‌صهای پسماند حاصل از آنها تخمین زده شده است .در کار آزمایشگاهی، به‌صدلیل نبود دستگاه مربوط به فرایند‮‭LPB‬ ، یک نمونه از آن به صورت مدل آزمایشگاهی ساخته شد .این دستگاه قابلیت کنترل نیرو، تعویض اندازه ساچمه و فشار آب‌صصابون را در خود جای داده است .ابزار ‮‭FSP‬ نیز با استفاده از مدل مقالات ارائه شده از جنس فولاد گرم‌صکار ساخته شد .سپس برای جلوگیری از خوردگی و آسیب ابزار و بالابردن سختی آن عملیات حرارتی بر روی ابزار انجام شد .سپس با استفاده از یک دستگاه ‮‭CNC‬ ورتیکال، فرایند ‮‭FSP‬ بر روی فلز انجام شده و سپس مسیرهای انتخابی توسط ‮‭LPB‬ بر روی آن طی شد .تست خستگی در ‮‭۳‬ حالت مختلف انجام شد تا با نتایج عمر خستگی مربوط به شبیه سازی مقایسه گردد .تطابق مناسبی بین نتایج مدل‌صسازی و آزمایشگاهی به چشم می‌صخورد .فرایند ‮‭FSP‬ باعث کاهش عمر خستگی فلز نسبت به فلز پایه شده است .این درحالی‌صاست که فرایند ‮‭LPB‬ چه برروی فلز پایه و چه بر روی فرایند ‮‭FSP‬ توانسته تا عمر خستگی را بهبود بخشد .

Text of Note

Today, the automotive and aerospace industries are looking for a light and environmentally industry. Therefore, they attempt to replace the steel alloys with lightweight and higher strength materials, such as aluminum, magnesium, plastic composite and so on. While the processing of some alloys with specific properties such as high strength materials, leads to certain limitations in terms of time and cost of generation. That's why a new technology called friction stir processing innovated of friction stir welding optimizes the material's properties.Improving the surface against failure depends on several parameters including surface polishing, residual stresses and cooling. Production of compressive residual stresses in the metal material is an effective method to increase fatigue life. Several different methods have been introduced to improve the industry. Low Plasticity Burnishing process is a method of improving the surface can reduce or completely eliminate tensile stresses without the need for optimization of environment, materials or component design. This process creates a compressive residual stress layer provides a reasonable depth.In the present study, commonly used 7075-T6 aluminum alloy was chosen as a study sample. In the thesis, first through simulations in Abaqus software, Process of FSP modeled on the desired metal and then LPB Process conducted on FSP metal. Each process separately has been validated by a selected article where the results are properly matching. The residual stresses in the width and depth for Process of FSP for comparing the results before and after the Process of LPB is reviewed. The Process of LPB on a FSP wrok-piece is provided in 5 directions by a ball with two different Loads. The Process of LPB is done on the base metal to compare the results with the base metal with two processes. According to studies done by FSP process tensions remain as tensile and harmful in the Work-piece that leads to reduced fatigue life of the component. However, LPB Process, conducted on it has the ability change residual stresses of a depth of 1.5 mm to compressive tensions. Finally, using a numerical method of Smith, Watson and Topper (SWT) fatigue life for different simulation states is estimated using their residual stresses.In the experimental work, due to the lack equipment related to LPB Process, a sample of it was built as an experimental model. This machine has got the ability to control power, replacement of ball and soap water pressure in it. FSP tool is made using the model in articles of hot-work steel. Then, to prevent corrosion and damage of tool and increase its hardness by heat treatment performed on it. Then using a vertical CNC machine, Process of FSP done on the metal and then the selected paths was passed by LPB on it. Fatigue test was conducted in 3 different states to compare the results of the fatigue life of the simulation. Proper accordance between modeled and experimental results can be seen. FSP Process reduces metal fatigue life compared to the base metal. However, the LPB Process whether on the base metal or the Process of FSP is well managed to improve fatigue life

موسوی، حجت

حسنی فرد، سوران، استاد راهنما

زهساز، حجت، استاد مشاور

Public note

سیاه و سفید

نمایه‌سازی قبلی