بررسی رفتار نمونه های Al۱۰۵۰ تحت فرایند اتوفرتاژ به روش المان محدود و تجربی

  • سال انتشار: 1400
  • محل انتشار: مجله مهندسی مکانیک دانشگاه تبریز، دوره: 51، شماره: 3
  • کد COI اختصاصی: JR_TUMECHJ-51-3_013
  • زبان مقاله: فارسی
  • تعداد مشاهده: 453
دانلود فایل این مقاله

نویسندگان

حامد صفی خانلو

دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران

مهدی احمدی نجف آبادی

دانشیار، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران

سجاد علی میرزایی

دانشجوی دکتری، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران

چکیده

اتوفرتاژ فرایندی است که به منظور ایجاد تنش­های پسماند مفید در استوانه­های جدار ضخیم تحت فشار مورد استفاده قرار می­گیرد. در این روش تنش­های پسماند فشاری در سطح داخلی موجب افزایش ظرفیت بار، بهبود عملکرد عمر خستگی و کاهش شروع ترک­های خستگی می­شود. فرایند اتوفرتاژ می­تواند با استفاده از فشار هیدرولیکی یا مکانیکی به جداره داخلی سیلندرهای جدار ضخیم برای ایجاد تنش­های پسماند انجام شود. در این پژوهش یک مجموعه اتوفرتاژ آزمایشگاهی بر مبنای عملکرد هیدرولیکی ساخته شد و سپس نمونه­های آلومینیوم ۱۰۵۰ در فشارهای مختلف تحت فرایند اتوفرتاژ قرار گرفت. هم­چنین برای ارزیابی رفتار نمونه­ها تحت فرایند اتوفرتاژ، نمونه­ها در نرم­افزار المان محدود ABAQUS مدل­سازی شد و برای ارزیابی صحت داده­های حاصل از روش المان محدود از کرنش­سنج نصب شده بر روی نمونه­ها در راستای مماسی استفاده گردید. در مدل­سازی المان محدود نمونه­ها تمامی پارامترهای تاثیرگذار بر فرایند اتوفرتاژ، همانند اصطکاک بین صفحات محفظه و نمونه­ها و رفتار الاستیک-پلاستیک سخت شونده نمونه­ها لحاظ گردید. نتایج حاصل از روش المان محدود و کرنش­سنج­، تطابق بسیار خوبی نسبت به هم پیدا کردند. نتایج حاصل از روش المان محدود، نشان­دهنده وجود یک درصد اتوفرتاژ بهینه در هر فشار کاری می­باشد. هم­چنین ملاحظه شد که با اعمال درصد اتوفرتاژ بهینه، می­توان بیشینه تنش­های فون میسز در نمونه­ها را تا حدود ۲۷% کاهش داد. با وجود اینکه در قطعات اتوفرتاژ نشده بیشینه تنش­ها در جداره داخلی نمونه اتفاق می­افتد، ولی با اعمال فرایند اتوفرتاژ علاوه بر کاهش بیشینه مقدار این تنش­ها می­توان بیشینه مقدار آن­ها را به سمت جداره خارجی انتقال داد و این کار از جهت اینکه اکثر ترک­های خستگی در جداره داخلی قطعه تشکیل می­شوند، بسیار حائز اهمیت است. در نهایت نتایج حاصل از روش المان محدود نشان می­دهد که عدم در نظرگیری پارامترهای موثر در فرایند اتوفرتاژ (اصطکاک و نیروی محوری) باعث ایجاد خطای زیادی در درصد اتوفرتاژ می­شود.

کلیدواژه ها

اتوفرتاژ, درصد اتوفرتاژ, رفتار الاستیک-پلاستیک, لولههای جدار ضخیم, المان محدود, حساسیت مش

اطلاعات بیشتر در مورد COI

COI مخفف عبارت CIVILICA Object Identifier به معنی شناسه سیویلیکا برای اسناد است. COI کدی است که مطابق محل انتشار، به مقالات کنفرانسها و ژورنالهای داخل کشور به هنگام نمایه سازی بر روی پایگاه استنادی سیویلیکا اختصاص می یابد.

کد COI به مفهوم کد ملی اسناد نمایه شده در سیویلیکا است و کدی یکتا و ثابت است و به همین دلیل همواره قابلیت استناد و پیگیری دارد.