بررسی عددی مکانیزم بهبود عمر خستگی آلیاژ آلومینیوم ۲۰۲۴-T۳۵۱ از طریق بهینه سازی شدت برخورد و قطر ساچمه در فرآیند شات پینینگ

در این پژوهش، اثر پارامترهای فرآیند شات پینینگ بر بهبود رفتار مکانیکی و افزایش عمر خستگی آلیاژ آلومینیومی ۲۰۲۴-T۳۵۱ به صورت عددی بررسی شده است. شات پینینگ به عنوان یکی از روش های کارآمد بهبود سطح، با ایجاد تنش های پسماند فشاری و تغییر در ریزساختار سطحی، موجب افزایش مقاومت مواد در برابر خستگی، سایش و ترک خوردگی می شود. در این مطالعه، دو نوع ساچمه استاندارد S۲۳۰ و S۳۳۰ با سرعت های ۵۰ و ۶۵ متر بر ثانیه در نرم افزار ABAQUS شبیه سازی و نتایج از نظر توزیع تنش پسماند، عمق لایه پلاستیک و استحکام خستگی مقایسه شد. یافته ها نشان داد که افزایش قطر و سرعت ساچمه منجر به افزایش قابل توجه در مقدار و عمق تنش های پسماند فشاری می شود، به طوری که در حالت S۳۳۰ با سرعت ۶۵ متر بر ثانیه، بیشترین تنش پسماند (۷۶.۷۸ مگاپاسکال) و بهبود استحکام خستگی حدود ۳۰ درصد حاصل شد. در مجموع، نتایج عددی بیانگر آن است که انتخاب بهینه اندازه و سرعت ساچمه می تواند عملکرد آلیاژ را به طور چشمگیری بهبود دهد و فرآیند شات پینینگ را به روشی موثر برای افزایش دوام قطعات آلومینیومی در صنایع هوافضا و خودروسازی تبدیل کند.

کلیدواژه ها:

شات پینینگ ، آلیاژ آلومینیومی ۲۰۲۴-۳۵۱T ، تنش پسماند فشاری ، عمر خستگی ، اندازه ساچمه ، سرعت ساچمه ، تحلیل عددی