عنوان

بررسی اثر هم‌زمان دما و نرم شدگی آکوستیکی بر روی خواص مکانیکی آلیاژ آلومینیوم 2024

Number

پ۲۶۴۱۷

.Language of Text, Soundtrack etc

per

Title Proper

بررسی اثر هم‌زمان دما و نرم شدگی آکوستیکی بر روی خواص مکانیکی آلیاژ آلومینیوم 2024

First Statement of Responsibility

علیرضا بیداری

Name of Publisher, Distributor, etc.

فنی و مهندسی مکانیک

Date of Publication, Distribution, etc.

۱۴۰۰

Specific Material Designation and Extent of Item

۷۹ص.

Accompanying Material

سی دی

Dissertation or thesis details and type of degree

کارشناسی ارشد

Discipline of degree

ساخت و تولید

Date of degree

۱۴۰۰/۱۲/۲۳

Text of Note

امروزه در بسیاری از فرایندهای مهندسی از امواج ارتعاشی با دامنه نوسان بیش از kHz 20 که تحت عنوان امواج ارتعاشی اولتراسونیک شناخته می‌شود، جهت بهینه‌سازی عملکرد همچون کاهش نیروها، کاهش سایش ابزار، بالا بردن کیفیت سطح، افزایش راندمان تولید و... استفاده می-شود. یکی از پدیده¬هایی که بسیاری از اثرهای مفید اعمال ارتعاشات اولتراسونیک را توجیه می-کند، پدیده نرم شدگی آکوستیکی است. ازاین‌رو بررسی پارامترهای مؤثر در وقوع این پدیده اهمیت زیادی دارد. با اعمال امواج ارتعاشی اولتراسونیک، انرژی واردشده به ماده سبب حرکت نابجایی‌های موجود در ساختار آن ماده با دامنه حرکتی بسیار محدود ‌شده و همچنین با افزایش دمای موضعی در مرزدانه‌ها، باعث تغییر خواص مکانیکی ازجمله کاهش تنش‌های تسلیم و نهایی می‌شود که این امر به شکل‌پذیری و فرم دهی ماده با صرف نیروی کمتری می‌انجامد. با توجه به اثر مضاعف افزایش دما در کاهش تنش‌های تسلیم و نهایی، در این پژوهش میزان تأثیر این پارامتر بر روی آلیاژ آلومینیوم 2024 موردبررسی قرارگرفته است. به‌منظور انجام بررسی فوق، قطعات کشش استاندارد از آلیاژ آلومینیوم 2024 به‌گونه‌ای توسط تحلیل المان محدود مدل‌سازی و سپس تهیه شد که گره‌های ارتعاشی در دو قسمت فک نمونه¬ها و شکم ارتعاشی در وسط نمونه‌ها قرار گیرد تا بیشترین دامنه ارتعاش در محل شکست نمونه اتفاق بیافتد. در این پژوهش حین اعمال نیروی کششی توسط دستگاه آزمون کشش، از ارتعاشاتی با فرکانس رزونانس kHz20 استفاده گردید و برای افزایش دما از المنت حرارتی با بازه دمایی 25 تا 200 درجه سانتی‌گراد استفاده شد.نتایج آزمایش‌های تجربی نشان داد که با اعمال ارتعاشات اولتراسونیک و افزایش دمای ناحیه شکست تا 200 درجه سانتی‌گراد، استحکام تسلیم و استحکام نهایی این آلیاژ به ترتیب به مقدار 10 درصد و 15 درصد کاهش می‌یابد و مقدار ازدیاد طول نسبی نمونه‌ها نیز حداکثر به مقدار 5 درصد افزایش می‌یابد. نتیجه تصاویر SEM از مقطع شکست نمونه‌ها نشان داد که با اعمال ارتعاشات و افزایش دما، تعداد فرورفتگی‌ها و همچنین عمق آن‌ها افزایش می‌یابد که نشان‌دهنده انعطاف‌پذیری و شکست نرم نمونه‌ها است.

Text of Note

Abstract: Recently in many engineering processes, vibration with an amplitude of oscillation over 20 kHz, known as ultrasonic waves, are used to optimize performance such as reducing forces, reducing tool wear, improving surface quality, increasing production efficiency, etc.One of the phenomenons that can explain the useful effects of using ultasonics in applications, is acoustic softening phenomenon. It is important to study the effective parameters in the occurrence of this phenomenon. By applying ultrasonic vibration in to specimen, the vibrational energy applied to the crystals of the material causes the dislocations movement in the structure of the material to move with a specified range of motion and also by increasing the local heating at the grain boundary changes the mechanical properties including reducing yield stress and final strength. This leads to increase formability of the material with low level of force. Due to the extra effect of increasing the temperature in reducing the yield stresses and the strength tensile, in this thesis, the effect of this parameter on 2024 aluminum alloy has been investigated. In order to perform the above study, the standard tensile parts of this alloy were prepared by finite element analysis in such a way that the vibration nodes at the two ends of the specimens and the vibrating belly are in the middle of the specimens so that the maximum vibration amplitude occurs at the fracture zone. In this thesis, during the application of tensile force by the tensile test device, viberations with a resonance frequency of 20 kHz was used to vibrate tension specimen and to increase the temperature, a heating element with a temperature range of 25 to 200°C was used. The results showed that with increasing the temperature of the fracture zone, the yield point and the final strength of this alloy decreases by almost 10 percent and 15 percent and the amount of elongation of the specimens increases by approximate 5 percent, which is reduced the rate of decrease of these stresses and the rate of increase of elongation intensifies by applying ultrasonic vibrations to thes specimens. The result of SEM images from the failure section of the specimens shows that, by applying vibration and increasing the temperature, the number of dimples as well as their depth increases, which indicates the flexibility and ductility of the specimens.

Variant Title

Investigation of the simultaneous effect of temperature and acoustic softening on mechanical properties of Al 2024 Alloy

Entry Element

بیداری،

Part of Name Other than Entry Element

‏ ‏علیرضا

Relator Code

تهيه کننده

Entry Element

‏‏ شلوندی،

Entry Element

وکیلی،

Part of Name Other than Entry Element

‏ مقصود

Part of Name Other than Entry Element

‏‏فرید

Dates

استاد راهنما

Dates

استاد مشاور

Entry Element

‏ تبریز