دانشکده مهندسی

گروه مهندسی مکانیک

پایان­نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد در رشته مکانیک گرایش طراحی کاربردی

 

عنوان:

اندازه­گیری تنش پسماند صفحه­ای با استفاده از آزمایش نفوذ سمبه تیز در محل استفاده از قطعه

 

استاد راهنما:

دکتر امیرحسین محمودی

 

نگارش:

صبا سلمانی قنبری

 

25 تیر 97

 

Faculty of Engineering

Department of Mechanical Engineering

Thesis submitted for Master of Science in Mechanical Engineering-Applied Design

 

 

Title

In-Situ Planar Residual Stress Measurements Through Sharp Indentation Technique

 

Supervisor:

Dr. Amir Hossein Mahmoudi

 

By:

Saba Salmani Ghanbari

 

July, 2018

 

چكيده:

      ارزیابی تنش¬های پسماند یک ابزار مهم برای کنترل فرآیند، کنترل کیفی، ارزیابی طراحی و آنالیز نقص است. این تنش¬ها می¬توانند پیامدهای مهمی روی عمکلرد اجزاء و قطعات مهندسی داشته باشند و همچنین تأثیر زیادی روی خوردگی، مقاومت شکست، خزش و ... دارند. روش¬های مختلفی برای اندازه¬گیری تنش¬های پسماند وجود دارد، از جمله روش نفوذ. در این پایان¬نامه هدف بررسی روند تعیین تنش پسماند دومحوری یکسان و خواص ماده با استفاده از فرورونده¬ی راکول به¬وسیله¬ی دستگاه قابل¬حمل است. به دلیل این¬که در بسیاری از مواقع امکان انتقال نمونه¬های بزرگ یا قطعات مهندسی در حال کار به آزمایشگاه¬ها برای تعیین تنش¬های پسماند وجود ندارد، لذا نیاز به روشی غیرمخرب است که بتوان تنش¬های پسماند را در محل کار قطعه اندازه¬گیری نمود. از آن¬جا که روش نفوذ، روشی غیرمخرب، با دقت خوب و کم هزینه است، و علاوه بر تنش¬های پسماند، امکان اندازه¬گیری خواص پلاستیک ماده را نیز فراهم می¬کند، گزینه¬ی مناسبی جهت طراحی و ساخت دستگاهی قابل حمل بر اساس این روش محسوب می¬شود. در این پژوهش برای تحلیل منحنی نیرو-عمق نفوذ حاصل از آزمایش، جهت تخمین تنش¬های پسماند دومحوری یکسان و خواص پلاستیک ماده، شبیه¬سازی¬های گسترده در محدوده¬ی آلومینیوم انجام شده و سپس با به¬کارگیری ابزار شبکه عصبی برای تخمین مجهولات، روشی ارائه شده است. صحت کارکرد دستگاه و دقت خوب روش معرفی شده، به وسیله آزمایش¬های تجربی انجام شده بر روی نمونه¬ی آلومینیوم 2024 تأیید شده است.

واژه¬های کلیدی: تنش پسماند، آزمایش نفوذ، فرورونده¬ی راکول، دستگاه قابل حمل، شبیه¬سازی عددی، شبکه عصبی

 

Abstract:

Residual stress assessment is an important tool for process and quality control, design evaluation and flaw analysis. These stresses could have important implications on the performance of engineering components. They also have high impacts on corrosion, failure strength, creep and etc. There are several methods for measuring residual stress, such as penetration. The aim of this thesis is the study of the identification trend of material properties and the identical equi-biaxial residual stresses, by utilizing a Rockwell indenter fixed on a portable apparatus. Since in the majority of situations, there is no possibility of transferring huge samples or those engineering parts which are being working, for determining residual stresses, so there is a high need for a non-destructive method that could be able to measure residual stresses at the workplace of parts. Whereas the indentation procedure is a low-cost non-destructive method with good accuracy and can measure the plastic properties of material in addition to the residual stress measurement, it would be an appropriate choice for designing and constructing a portable apparatus based on this method. In this study in order to estimate the identical biaxial residual stress by analyzing the indentation force-depth curves which obtained from the experimental tests, the wide range of simulations have been done on the group of aluminum alloys. In the following a method has been introduced to estimate the unknown parameters. The accuracy of apparatus performance and acceptance precision of the introduced method have been verified with experimental tests done on Al 2024.

 

Key Words: Residual stress, Indentation test, Rockwell indenter, portable apparatus, Finite Element simulation, Neural Network

 

رزومه تحصیلی

مشخصات فردی

نام و نام خانوادگی: صبا سلمانی قنبری                           تاریخ تولد: 25/03/1371                           محل تولد: همدان

نشانی محل سکونت: همدان، 30 متری سعیدیه، خیایبان محمدیه، مهدیه4، ساختمان سیمرغ، واحد 2

شماره تلفن: 09188170346                                               نشانی پست الکترونیکی: saabaqanbarii@gmail.com

 

سوابق تحصیلی

مقطع تحصیلی      رشته      گرایش                تاریخ شروع          تاریخ پایان           نام واحد آموزشی                معدل

دبپلم                  ریاضی-فیزیک                  1385                1389                مدرسه حضرت آمنه                        67/18

کارشناسی            مهندسی مکانیک   جامدات   1389                1394                دانشگاه بوعلی سینا             07/13

کارشناسی ارشد     مهندسی مکانیک   جامدات   1394                1397                دانشگاه بوعلی سینا             16/15

 

سوابق علمی پژوهشی

پایان نامه

عنوان پایان نامه کارشناسی               نام و نام خانوادگی استاد راهنما                       زمان ارائه

طراحی دیگ آبگرم سه پاس              آقای دکتر امیرحسین محمودی                       02/06/1394

 

مقالات و کتاب ها

نام مقاله                                                                                                  کنفرانس                                                             نام نویسندگان

بررسی اصول طراحی دیگ آبگرم سه پاس و تحلیل تنش با شبیه سازی المان محدود     بیست و پنجمین کنفرانس سالانه بین المللی مهندسی مکانیک ایران                                                                                                                                                                                                                     امیرحسین محمودی، صبا سلمانی قنبری، رویا رسولی همت

طراحی و ساخت دستگاه پرتابل اندازه گیری تنش پسماند به روش نفوذ          بیست و ششمین کنفرانس سالانه بین المللی مهندسی مکانیک ایران 
                                                                                                                                                                                     صبا سلمانی قنبری ، امیرحسین محمودی