عنوان

بررسی تاثیر نانوذرات تقویت کننده در مقاومت رشد ترک خستگی اتصالات جوش اصطکاکی اغتشاشی

شماره

‭۱۶۶۸۹پ‬

زبان متن نوشتاري يا گفتاري و مانند آن

per

عنوان اصلي

بررسی تاثیر نانوذرات تقویت کننده در مقاومت رشد ترک خستگی اتصالات جوش اصطکاکی اغتشاشی

نام نخستين پديدآور

/رضا نعمتی

نام ناشر، پخش کننده و غيره

: فنی مهندسی مکانیک

تاریخ نشرو بخش و غیره

، ‮‭۱۳۹۵‬

نام توليد کننده

، راشدی

متن يادداشت

چاپی

جزئيات پايان نامه و نوع درجه آن

کارشناسی ارشد

نظم درجات

مهندسی مکانیک - طراحی کاربردی

زمان اعطا مدرک

‮‭۱۳۹۵/۰۶/۱۶‬

کسي که مدرک را اعطا کرده

تبریز

متن يادداشت

نیاز روز افزون صنعت برای دستیابی به اتصالات با استحکام بالا، صنایع بزرگ دنیا را به سمت استفاده از فرایندهای اتصال حالت جامدی همچون روش جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی در فرایندهای ساخت خود رهنمون ساخته است .این روش قابلیت های کم نظیر خود را در اتصال فلزات پرکاربرد ولی حساس به حرارتی نظیر آلومنیوم، منیزیم، مس، تیتانیوم و فولاد در عمل به اثبات رسانیده است .از طرفی ساخت کامپوزیتهای پایه فلزی با روش های ذوبی میتواند عیوبی نظیر واکنش ناخواسته بین فلز پایه و اتصال و پودر نانو ذره و همچنین جدایش ذرات در طول سرد شدن را در پی داشته باشد، فرایند اصطکاکی اغتشاشی علاوه بر حذف این معایب همیشگی توانسته است تا از اثرات مهم افزوده شدن نانو ذرات در محل اتصال نیز در جهت بهبود خواص مکانیکی و عمر ناحیه اتصال بهره لازم را کسب نماید .در این پژوهش، هدف بدست آوردن عمر خستگی نواحی مختلف محل اتصال در دو حالت با افزوده شدن نانوذرات آلومینا به میزان ‮‭۲۰‬ درصد حجمی و بدون افزودن نانوذرات میباشد .تخمین عمر خستگی سه ناحیه از اتصال یکبار با در نظر گرفتن اثرات بسته شدن ترک ناشی از پلاستسیته اطراف نوک ترک و یکبار بدون در نظر گرفتن این اثرات برای حالت های ذکر شده صورت خواهد گرفت .در راستای این اهداف پژوهش حاضر در دو قسمت تجربی و عددی مورد بررسی قرار گرفته که در قسمت تجربی ابتدا نمونه های متعددی از جنس آلیاژ آلومنیوم‮‭T۶۰۶۱ - ۶‬تهیه گردیده و چندین آزمون کشش استاتیکی بمنظور تعیین خواص مکانیکی نواحی مختلف اتصال انجام گرفت .همچنین یک تست میکرو سختی سنجی جهت تعیین مدول الاستسیته معادل در نواحی اتصال با نانوذرات و بدون نانو ذرات بعمل آمد .در قسمت تحلیل عددی بمنظور تخمین عمر خستگی اتصالات تقویت شده با نانو ذرات و فاقد نانو ذرات، با بکارگیری روابط حاکم در مکانیک شکست و رابطه پاریس، در مرحله اول مدل های ‮‭CT‬ در نرم افزار تحلیل ادامه ‮‭ABAQUS‬ : در حالت ‮‭۲‬ بعدی و در چندین بارگذاری با نسبت ‮‭۱/۰‬ شبیه سازی شده و از نتایج حاصله جهت تخمین عمر خستگی اتصالات استفاده شد، در مرحله بعد بمنظور مطالعه اثرات بسته شدن ترک در رشد ترک خستگی با برقرار بودن تمامی شرایط فوق مدل های دیگری که در آنها پارامترهای مهم موثر درپدیده بسته شدن ترک زمانی که پلاستسیه عامل بسته شدن ترک میباشد نیز مورد شبیه سازی قرار گرفته و نتایج عمر مورد نظر استخراج شده و با نتایج حاصل از رابطه پاریس مورد مقایسه قرار داده شد .خلاصه نتایج بدست آمده بشرح زیر میباشد .‮‭۱‬ :عمر خستگی بویژه در بارگذاری های نزدیک آستانه تاثیر مستقیم از پدیده بسته شدن ترک می پذیرد و افزایش قابل ملاحظه ای پیدا میکند .‮‭۲‬ .با افزایش میزان بارگذاری بدلیل کاهش اثرگذاری ناحیه پلاستیک نیروی لازم جهت باز نمودن سطوح ترک کاهش یافته و عمر خستگی تاثیر کمتری از پدیده بسته شدن ترک می پذیرد .‮‭۳‬ .نتایج حاصل شده از دو روش تحلیلی در تعیین تنش های بازکننده ترک مطابقت خوبی با یکدیگر و با نتیجه حاصل شده از ادبیات فن را نشان میدهند . ‮‭۴‬ .افزوده شدن ‮‭۲۰‬ درصدی نانوذرات در محل اتصال باعث افزایش عمر خستگی محل اتصال در نواحی مختلف نسبت به حالت های فاقد نانوذرات میشود . ‮‭۵‬ .افزوده شدن ‮‭۲۰‬ درصدی نانوذرات باعث افزایش بازدهی شکست استایکی اتصال، بترتیب به میزان ‮‭۳/۱۰‬ درصد در ناحیه ‮‭NUGGET‬ و ‮‭۵/۸‬ در ناحیه ‮‭HAZ‬ نسبت به نمونه های فاقد نانوذرات میگردد . ‮‭۶‬ .شکست در تمامی نمونه های تست تنش کرنش در ناحیه ‮‭HAZ‬ و سمت پیشروی اتفاق افتاد . ‮‭۷‬ .وجود نانوذرات در محل اتصال سبب بالا رفتن میزان سختی نقاط مختلف محل اتصال میگردد

متن يادداشت

The urgent needs of the industry to achieve high strength connections, has guided the major industries in the world to use the solid state joint processes.this method, has proven its unique joint capabilities at most commonly used alloys such as aluminum, copper, titanium and polymers. Friction stir welding also is able to take advantage of effects of the addition of nanoparticles in weld zone toimprove the mechanical properties and fatigue life. Metal matrix composites reinforced with Al2O3 particles combine the matrix properties with those of the ceramic reinforcement, leading to higher stiffness and superior fatigue strength with respect to the corresponding unreinforced alloys. However, their wide application as structural materials needs proper development of a suitable joining processes. In this research, the aim is to obtain fatigue life at different areas of 6061-T6 aluminum FSW joints in two case, joint with 20 AL2O3 particles and without. Estimate the life of mentioned areas, calculated once by taking crack closure effects and next time regardless of this effects. In order to achieve this goal, two finite element analysis and experimental tests were used, in experimental step, several tensile tests and micro hardness tests respectively to determine the mechanical properties and equivalent elastic modulus was conducted. In numerical section, at first step, two dimensional CT specimens at several max and min loading were simulated and result were extracted. At the next step, in order to study the effects of the plasticity induced crack closure on crack growth resistance, the important parameters affecting the phenomenon of crack closure were simulated. Based of result : Fatigue life specially in the loading near the threshold take direct effects from closure phenomenon and the fatigue life increase. Added 20 AL2O3 particles in wed region, leading to increased fatigue life at FSW joints. By added 20 nanoparticles at weld zone, static failure efficiency is increased respectively, 10.5 for nugget and 8.5 for HAZ region. In all of the specimen, the Failure occurred in HAZ region. The presence of nanoparticles cause an increase in the degree of hardness of different points on the joint area

مستند نام اشخاص تاييد نشده

نعمتی، رضا

مستند نام اشخاص تاييد نشده

حسنی فرد، سوزان، استاد راهنما

مستند نام اشخاص تاييد نشده

زهساز، محمد، استاد مشاور

يادداشت عمومي

سیاه و سفید

وضعیت فهرست نویسی

نمایه‌سازی قبلی