۵۰۵۱پ
فارسی
بررسی چقرمگی شکست نمونه های آلومینیمی تحت مود مرکب 1 ،2 و 3 با استفاده از فیکسچر جدید
[پایان نامه]
شاهرخ زرعی
صنعتی سهند
۱۴۰۲
۱۰۸ص.
مصور، جدول، نمودار
CD
کارشناسی ارشد
مهندسی مکانیک- طراحی کاربردی
۱۴۰۲/۰۶/۰۱
یكی از شاخه‌های مهندسی مکانیک با كاربرد زیاد و تحلیل علمی نسبتاً جامع ، مكانیك شكست می‌باشد. با توجه به لزوم بكارگیری مواد جدید و گوناگون در گسترة وسیع تكنولوژی معیار بررسی قطعات صنعتی با در نظر گرفتن وجود در ترک در آنها را الزامی نموده است. هدف از انجام این پژوهش طراحی و ساخت یک قید و بست جدید برای انجام آزمایش‌های شکست در کلیه‌ی مودهای مختلف می‌باشد. لذا ابتدا چنین فیکسچری طراحی و ساخته شده است. در این مطالعه، با استفاده از فیکسچر جدید، چقرمگی شکست نمونه‌های آلومینیومی در مودهای خالص و همچنین مودهای مرکب I-II ، I-III ، II-III و I-II-III بدست آمده است. نتایج بدست آمده نشان داد که این فیکسچرقابلیت انجام کلیه تستهای مودهای هالص و مرکب شکست را دارا می‌باشد که مود غالب در هر حالت شکست تاثیر بسیار زیادی در نیرو و انرژی لازم برای شکست نمونه‌ها دارد. مشاهده شد، زوایای مودهای مرکب تاثیرات متفاوتی بر روی مسیر گسترش ترک داشتند همچنین روشن شد زاویه هر مود، مسیر گسترش ترک در هر نمونه را به سمتی هدایت میکند که در مود خالص آن مود گسترش یافته است. در واقع زوایای شکست نمونه‌ها در شکست‌های مود مرکب، زاویه شکست را به سمت برآیند مسیر شکست در هر یک از مودهای شکست در مود مرکب سوق می‌دهد. در نهایت برای بررسی بیشتر بر روی سطوح شکست نمونه‌های آلومینیومی در مقیاس ریزساختاری از تصویر‌برداری میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) استفاده شد و نشان داده شد که هر مود چه تاثیری بر روی سطوح شکست نمونه دارد نتایج نشان داد که در مودهای مرکب، سطح شکست تركيبي ازتاثيرات مودهای شکست مركب است. در ادامه پژوهش، فیکسچر طراحی شده، در نرم‌افزار Ansys Workbench مدل سازی و جایجایی های مودهای شکست خالص و مرکب برای فیکسچر بدست آمد و با نیرو‌های عملی بدست آمده از آزمایش‌ها، ضرایب شدت تنش KI ، KII و KIII و ضرایب شکل در مودهای مختلف برای برای نمونه‌های آلومینیومی بدست آمدند وكارايي اين فيكسچر براي تست شكست در مود‌هاي خالص و مركب اثبات گرديد.
One of the branches of mechanical engineering with a lot of application and relatively comprehensive scientific analysis is fracture mechanics. Due to the need to use new and different materials in a wide range of technology، new standards in design methods have been required. The purpose of this research is to design and build a new fixture to perform all Fracture tests in different modes Therefore، such a fixture has been designed and built. In this study، with using the new mixed mode fracture fixture، the fracture toughness of aluminum samples in pure modes as well as I-II، I-III، II-III and I-II-III mixed modes have been discussed. The obtained results showed that this fixture has the ability to perform tests of all fracture modes and their mixed modes. The obtained results show that the dominant mode in each mixed mode has a great impact on the force and energy required to break the samples. It was observed that the angles of the mixed modes had different effects on the path of crack propagation، which observations showed that the angle of each mode leads the path of crack propagation in each sample to the direction that it propagated in the pure mode of that mode. In fact، the angles of different fracture modes in mixed mode fracture drive the crack propagation path towards the edge of each mixed mode fracture mode. Finally، scanning electron microscope (SEM) imaging was used to further investigate the fracture surfaces of aluminum samples on a microstructural scale، and it was shown what effect each mode has on the sample fracture surfaces، which in mixed modes، fracture surface had effects of all pure fracture modes in it. In the continuation of the research, the designed fixture was modeled in Ansys Workbench software and with the practical forces obtained from the tests, the stress intensity coefficients KI, KII and KIII and shape coefficients in different modes were obtained for this fixture. Also, the numerical simulation of the fixture was done in Ansys Workbench software under the effect of different forces and the displacement was obtained and the efficiency of this fixture was proved for the fracture test in mixed modes.
Fracture toughness investigating of aluminum samples in mixed mode 1، 2 and 3 using new fixture
فيكسچر جديد مود مركب شكست
چقرمگي شكست آلومينيوم
بارگذاري حالت تركيبي I-II-III
ضرایب شکل برای شدت تنش
فيكسچر جديد مود مركب شكست، چقرمگي شكست آلومينيوم، بارگذاري حالت تركيبي I-II-III ، مدلسازی عددی، ضرایب شکل برای شدت تنش
New fixture for mixed mode fracture، fracture toughness of aluminum، mixed mode I-II-III، Numerical modeling، shape coefficients for stress intensity
زرعی، شاهرخ
بهجت
، بشیر
استاد راهنما
صنعتی سهند
ایران
دانشگاه صنعتی سهند
مکانیک، ۸۰۵۵۱، ۱۴۰۲
p
TF
92029
a
Y
