هادی حنیف نژاد

تاریخ انتشار : Publish : نسخه قابل چاپ Print

دانشکده فنی و مهندسی

گروه آموزشی مهندسی مکانیک

پایان نامه جهت اخذ درجه کارشناسی ارشد-گرایش طراحی کاربردی

 عنوان: تحلیل مقاومت کششی و رشد ترک خستگی در اتصالات پیچی تحت گشتاورهای مختلف محکم کردن

استاد راهنما:

جناب آقای دکتر عباس فدایی

نگارش:

هادی حنیف نژاد

زمان: چهارشنبه-9/7/93

مکان: آمفی تئاتر دانشکده فنی مهندسی

چکیده:

      طراحی سازه­ها و گزینش بهینه­ی مواد، در صنایع از جمله صنعت هوا-فضا در صورتی که کارآمدی و ایمنی مد نظر باشد همواره از اهمیت حیاتی برخوردار بوده است در نتیجه مقاومت در برابر اثر بارهای دینامیکی در حین پرواز امری اجتناب ­ناپذیر است. از جمله عناصر مهم در سازه­های هوا-فضا اتصالات مکانیکی به خصوص اتصالات پیچ­ شده می­باشد. بنابراین ضروری است که مهره و پیچ قطعات را به خوبی به هم گیر دهند و دارای مقاومت خوب در برابر بار متناوب باشند. در این پژوهش تاثیر گشتاور محکم کننده پیچ در نمونه های آلومینیوم 6061- T6 که بوسیله یک پیچ و مهره محکم شده بر مقاومت کششی و عمر رشد ترک خستگی مورد بررسی قرار گرفت. برای بدست آوردن عمر خستگی نمونه های آلیاژ آلومینیومی می بایست ابتدا عمر مربوط به جوانی زنی ترک و سپس عمر رشد ترک خستگی را بدست آورد. برای هر دو عمر جوانه زنی و رشد ترک خستگی بصورت مجزا برنامه کامپیوتری در MATLAB نوشته و عمرها محاسبه شد. برای بدست آوردن عمر جوانه زنی ترک از معادله SWT استفاده شد. برای بدست آوردن پارامترهای مورد نیاز این معادله، شبیه سازی در نرم افزار المان محدود ABAQUS 6.10 انجام و مقدار تنش و کرنش در نقطه بحرانی مدل بدست آورده شد. همچنین در این تحلیل از مدل NASGRO برای بدست آوردن عمر رشد ترک خستگی با پارامترهای پایگاه داده AFGROW استفاده شد. شبیه سازی جوانه زنی ترک و رشد ترک خستگی برای نمونه های آلومینیوم 6061-T6 برای نیروهای محکم کننده پیچ 244، 3409 و 6818 نیوتن و تنش های کششی 60، 80 و 100 مگاپاسکال انجام شده و نمودارهای طول ترک برحسب عمر رشد ترک بدست آمد. نتایج نشان داد که نیروی محکم کننده پیچ عمر رشد ترک و عمر جوانه زنی ترک را بهبود می بخشد به نحوی که با افزایش نیروی محکم کننده عمرها افزایش می یابند. همچنین آزمون های خستگی برای بدست آوردن عمر خستگی نمونه های آلیاژ آلومینیومی 6061-T6 توسط دستگاه اینسترون با شرایط ذکر شده در فوق انجام شد که نشان داد نتایج حاصل از شبیه سازی مطابقت خوبی با نتایج آزمایشگاهی دارد.