پرویز اژدرزاده

تاریخ انتشار : Publish : نسخه قابل چاپ Print

دانشکده مهندسی

گروه مکانیک

پایان‌نامه کارشناسی ارشد در رشته مهندسی مکانیک گرایش طراحی کاربردی


عنوان:

تخمین عمر خستگی سایشی محوری در دمای بالا

 

استاد راهنما:

دکتر غلامحسین مجذوبی

 

اساتید داور:

دکتر امیرحسین محمودی

دکتر هاشم مظاهری

 

پژوهش‌گر:

پرویز اژدرزاده

 

زمان و محل برگذاری:

25/11/94 ساعت 12

سالن آمفی تئاتر دانشکده مهندسی



چكيده:
خستگی سایشی در قطعاتی به وجود می‌آید که بین آن‌ها نیروی تماسی وجود دارد و هم‌زمان تحت بارهای سیکلی قرار دارند. حرکت لغزشی با دامنه بسیار کم بین دو جسم موجب خستگی سایشی می‌شود. عمر خستگی سایشی قطعات از طریق آزمایش به دست می‌آید. اعمال نیروی تماسی در این نوع آزمایش‌ها معمولاً با مشکلاتی همراه است. به همین دلیل، تلاش می‌شود راه‌حل‌هایی پیدا شود تا بتوان عمر خستگی سایشی را از آزمایش‌های خستگی عادی قطعات تخمین زد. در این پژوهش از روش فاصله بحرانی برای تخمین عمر خستگی سایشی محوری نمونه‌های آلومینیومی 7075-T6 در دمای محیط و دمای بالا استفاده گردید. برای در نظر گرفتن حالت چند محوره تنش از پارامتر فاطمی-سوشی استفاده شد. در روش پیشنهادی با استفاده از نتایج خستگی نمونه‌های شیاردار با دو هندسه شیار متفاوت، عمر نمونه‌های خستگی سایشی در بارگذاری محوری تخمین زده شد. در این روش با استفاده از آزمایش خستگی عادی نمودارهای S-N دو نمونه شیاردار به دست آمد. سپس با استفاده از نمودار‌های S-N نمونه‌های شیاردار دو نمودار مشخصه FSPcr-rcr و FSPcr-N به دست آمد. در مرحله بعد، با استفاده از شبیه‌سازی نمونه‌های خستگی سایشی در نرم‌افزار آباکوس و کد نوشته شده در نرم‌افزار متلب، توزیع FSP در راستای مسیر بحرانی برای نمونه‌های خستگی سایشی به دست آمد و بر روی نمودار FSPcr-rcr منعکس گردید. در هر بارگذاری از نقطه برخورد نمودار مشخصه FSPcr-rcr با توزیع FSP در نمونه‌های خستگی سایشی یک FSPf به دست آمد. عمر معادل FSPf در نمودار مشخصه FSPcr-N همان عمر تخمین زده شده است. آزمایش‌های خستگی و خستگی سایشی با استفاده از دستگاه لنگ متغیر و دستگاه زوئیک با فرکانس Hz20 انجام شد. نوع تماس استفاده شده در این پژوهش از نوع تخت به تخت است. نتایج به دست آمده نشان می‌دهد که این روش نتایج قابل قبولی در دمای محیط دارد. نتایج تخمین عمر خستگی سایشی در دمای بالا نشان می‌دهد که این روش نسبت به نتایج تجربی در دامنه تنش‌های بالا تخمین اضافی و در دامنه تنش‌های پایین تخمین نقصانی می‌زند. علت این اختلاف به دلیل رفتار پیچیده آلومینیوم 7075-T6 در دماهای بالا مانند پیرسختی، اکسیداسیون و کاهش مقاومت می‌باشد.



واژه‌های کلیدی: خستگی سایشی محوری، آلومینیوم 7075-T6، پارامتر فاطمی-سوشی، روش فاصله بحرانی، دمای بالا


Abstract:

            Fretting fatigue occurs in contacting components which are subjected to cyclic loads at the same time. The small relative sliding movement between the contacting components results in fretting fatigue of the components. The fretting fatigue life is normally evaluated by experiment. The application of contact load, however is usually problematic. Therefore, attempts are made to come up with solutions where fretting fatigue life could be evaluated from plain fatigue tests. In this work, critical distance theory is employed to evaluate the axial fretting fatigue life of AL 7075-T6 specimens. The prediction is made at room and elevated temperatures. FSP is used to account for the stress multiaxiality. In the proposed method two notched specimens with different notch geometry are used to predict the fretting fatigue life under axial loading. In this technique, the S-N curves of the two notched specimens are obtained from normal fatigue test. The S-N curves are then used to obtain the two characteristic diagrams of the material; i.e FSPcr-rcr and FSPcr-N. In the next step, the fretting fatigue test is simulated using ABAQUS and matlab softwares. The FSP distribution in the direction of critical path is obtained for fretting fatigue specimens. The resulting FSP is superposed on the FSPcr-rcr curve. For each loading, the intersection of FSPcr-rcr diagram with FSP distribution in fretting fatigue specimens specifies a value shown by FSPf. The fatigue life corresponding to any FSPf on the FSPcr-N is the fretting fatigue life of the specimen. The fatigue and fretting fatigue tests were conducted on the variable crank fatigue machine and the universal Zwick testing machine. The type of the contact was flat-on-flat. The results show that this method is acceptable outcome at ambient temperature. The results indicated that the predicted fretting fatigue life at elevated temperatures were considerably overestimated in high Stresses level and underestimated in low stresses level with respect to the experimental measurements. The reason for such discrepancy is believed to be due to the complex behavior that AL 7075-T6 exhibits at elevated temperatures because of problems such as aging, oxidation and reduction of strength.

 

Key Words: Axial fretting fatigue, AL 7075-T6, Fatemi-Socie parameter, Critical distance theory, elevated temperature



رزومه

 

1)     مشخصات عمومی

نام و نام خانوادگی: پرویز اژدرزاده    تاریخ تولد: 20/02/69     

آخرین مدرک تحصیلی: کارشناسی (دانشجو کارشناسی ارشد)      رشته و گرایش: مهندسی مکانیک طراحی جامدات

دانشگاه محل اخذ مدرک: دانشگاه آزاد مرودشت       محل سکونت فعلی: شیراز      

آدرس محل سکونت: شیراز بلوار میرزای شیرازی کوچه1/1ساختمان مهر                 

  شماره تلفن همراه: 09384616659         پست الکترونیک: Parviz.azhdarzadeh@yahoo.com

2)     سوابق تحصیلی

دانشنامه کارشناسی مهندسی مکانیک، گرایش طراحی جامدات، دانشگاه بوعلی سینا همدان  با معدل 18/16 سال اخذ مدرک  1391

دانشجو کارشناسی ارشد، گرایش طراحی کاربردی، دانشگاه بوعلی سینا همدان با معدل فعلی 66/15

-        آشنایی با زبان انگلیسی و آلمانی

3)     دوره های تخصصی طی شده و آشنایی با نرم‌افزار

-         دوره تخصصی مدلسازی کامپیوتری Solidwork سازمان مدیریت صنعتی شیراز

آشنایی با نرم افزار ABAQUS

آشنایی با نرم افزار MATLAB