دانشکده فني و مهندسي

گروه آموزشي مکانيک

پايان­­نامه براي دريافت درجه کارشناسي ارشد در رشته مهندسي مکانيک گرايش طراحي کاربردي

عنوان:
 

اثر تغييرات هندسي شيار نمونه آزمایش شارپي

در تعيين استحکام شکست فلزات

 

 

 

استاد راهنما:

دکتر رحمن سيفي

 

اساتید داور:

دکتر هاشم مظاهری

دکتر امیرحسین محمودی

 

نگارش:

مهدي سيفي

 

زمان:

یکشنبه 11/7/1395 ساعت 18

 

مکان:

آمفی تئاتر دانشکده

 

 

چكيده:

  در اين تحقیق به بررسي اثر تغییرات هندسه شيار نمونه آزمایش شارپي بر مقدار استحکام شکست پرداخته شد. آزمایش شارپی بدلیل سادگی و سرعت بالای فرآیند در تعیین دمای تردی به نرمی و انرژی شکست مواد همواره مورد توجه بوده است. در برخی موارد به دلیل موانعی مانند ضخامت کم، امکان استفاده از نمونه استاندارد وجود ندارد در این صورت اجبارا نیاز به استفاده از نمونه‌های کوچکتر می‌باشد.  معمولا نمونه‌های شارپی با روش ماشینکاری ساخته می‌شود، به همین دلیل احتمال تغییر ابعاد در آنها و به خصوص در شیار نمونه زیاد است. این خطاها در هندسه نمونه شارپی، دقت نتایج را تحت تاثیر قرار می‌دهد.  

 در این مطالعه تاثیر بعضی از متغیرهای مهم در هندسه شیار از جمله عمق، زاویه و شعاع ریشه آن در انرژی و استحکام شکست آلیاژ آلومینیوم 7075-T6 بررسی شده است. ابعاد نمونه‌های مورد استفاده مطابق با استاندارد ASTM E23 بوده که در دو اندازه کوچکتر از ابعاد استاندارد یعنی CVN2 و CVN4 تهیه شدند. ابتدا روابط انرژی شکست نمونه‌های کوچک و یزرگ با هندسه شیار مشابه مورد بررسی قرارگرفتند. نتایج حاصل از آزمایش‌های تجربی نشان می‌دهد که ضرایب ارائه شده برای تبدیل انرژی نمونه‌های مختلف دارای دقت خوبی هستند. استحکام شکست بدست آمده از روش استاندارد ( نمونه CT)، و مقادیر حاصل از دو رابطه تحلیلی ارائه شده دارای انطباق خوبی می‌باشند. از سه متغیر مربوط به هندسه شیار نمونه شارپی، بیشترین تاثیر را عمق شیار و کمترین تاثیر را زاویه شیار، بر روی نتایج انرژی شکست و استحکام شکست دارند. افزایش عمق شیار به اندازه یک میلیمتر باعث کاهش 24 و 30 درصدی  انرژی شکست در نمونه‌های CVN2 و CVN4 می شود.حال آنکه تغییر 10 درجه‌ای در زاویه شیار باعث تغییر حداکثر 5 درصد در نتایج خواهد شد.   

 

واژه­هاي کليدي: آزمایش شارپي- استحکام شکست- هندسه شیار- نمونه CT

 

 

Abstract:

           This investigation concerns with influence of geometrical variables of notch of Charpy test specimens on the fracture toughness. Because of simplicity and high velocity of test procedure, this test is used widely in determination of ductile to brittle transition temperature (DBTT) and fracture energy of materials. In some cases, due to limitations such as small thickness of main specimen, standard sample cannot be used. For this, we must use the standard small samples. Usually, charpy test samples are made by machining procedure which can be anise some variations in the dimensions of the samples especially in their notch geometry. This variations influence the test results.

In this study, effects of some major parameters of the notch geometry such as depths, angle and root radios have been studied on the energy and strength of the fracture of 7075-T6 aluminum alloy. Samples are made based on ASTM E23 standard with two sub sized dimensions noted as CVN2 and CVN4. At first, the fracture energy of the sub sized and original samples with similar notches are studied. Results of experimental tests indicate that represented normalizations factors have suitable precision in determination of the fracture toughness. The determined toughness by using two analytical relations which fitted to the results of normalization factors has good agreement with the standard experimental CT test. Results show that notch depth and angle have the most and the least effects on the fracture toughness, respectively. 1 millimeter increasing in the depth of the notch decreases fracture toughness as 24% and 30% respectively for CVN2 and CVN4 samples. However, 10 degree variation in the notch angle alters the results as 5%.   

 

Key Words: Charpy test- fracture toughness- notch geometry- CT specimen

 

 

 

مشخصات فردي:

 

 

 

سوابق تحصيلي:

 

 

·         دوره كامل كلاسهاي ICDL در انستيتو ايز ايران با نمرات خوب

·         يادگيري و بكارگيري نرم‌افزارهاي CAD/CAM در حد خيلي خوب و كاربردي به صورت خود‌آموز

 

سوابق و تجربيات كاري:

 

 

·         طراحي و ساخت انواع قالبهاي تزريق پلاستيك و دايكاست قطعات صنعتي و خودرويي از سال 83 به مدت 5 سال

·         طراحي و ساخت انواع قالبهاي بادي (Blow Molding) و انواع بطريهاي Pet از سال 88  تاكنون

·          طراحي و مديريت ساخت انواع كيسها و جعبه‌هاي مخابراتي صنعت

·         همكاري در مباحث بازرگاني و تهيه قراردادها و تهيه پيوست فني

·         همكاري در تحويل‌گيري پروژه‌هاي صنعت به عنوان كارشناس فني

 

آشنايي با نرم افزارها:

 

·         تسلط و بكارگيري عملي نرم‌افزارهاي SolidWorks, AutoCAD, Mechanical Desktop ، Catia و نرم‌افزار CAM (PowerMill) در حد خيلي خوب و كاربردي

·         آشنايي با نرم‌افزارهاي تحليلي Ansys، COSMOS Works و  LS-DYNA, Abaqus, Ice Pack

·         تسلط و بكارگيري نرم‌افزارهايOffice (Word, Excel, Power point,…)  در حد خوب و كاربردي

 

آشنايي با ساير زبانها:

 

·         تسلط نسبي به زبان انگليسي و تسلط بر متون تخصصي لاتين