فرشاد عباسی

فرشاد عباسی


تاریخ انتشار : Publish : نسخه قابل چاپ Print

دانشکده مهندسی

گروه آموزشی مهندسی مکانیک

 

جلسه دفاع از پایان نامه دکتری تخصصی

 

عنوان:

تاثیر پارامترهای مختلف بر تخمین عمر خستگی سایشی در حالت بار تماسی نوسانی

 

استاد راهنما:

دکتر غلامحسین مجذوبی

 

داوران:

دکتر غلامحسین فرهی (استاد دانشگاه صنعتی شریف)

دکتر سعید ادیب نظری (استاد دانشگاه صنعتی شریف)

دکتر رحمن سیفی (دانشیار دانشگاه بوعلی سینا)

 

دانشجو:

فرشاد عباسی

 

تاریخ و محل برگزاری:

4 مهر ماه 1397

ساعت 10 صبح، آمفی تئاتر دانشکده مهندسی

 


Engineering Department

Bu-Ali Sina University


PhD Thesis defense session

 


Title:

The effect of various parameters on life estimation of fretting fatigue under oscillating contact loads

 

 Supervisor:

Gholam Hossein Majzoobi (PhD)

 

 Referees:

Gholam Hossein Farrahi (PhD)

Saeed Adib Nazari (PhD)

Rahman Seifi (PhD)

 

 

By:

Farshad Abbasi

 

 

Date and Venue:

September 26, 2017

At 10am on Tuesday, Engineering Department Amphitheater

 

 

چكيده:

در مطالعات انجام شده در زمینه خستگی سایشی، پژوهشگران بیشتر به خستگی سایشی در حالت نیروی عمودی ثابت توجه داشته­اند. در بسیاری از ادوات مهندسی مانند اتصالات پیچ و مهره موتورهای خورجینی وی‌شکل و اتصالات دم چلچله‌ای توربین‌ها و موتورهای جت، نیروی عمودی به‌صورت سیکلی وارد می‌شود. در این پایان‌نامه یک دستگاه آزمایش خستگی سایشی جدید با قابلیت اعمال نیروی عمودی دو‌طرفه و سنکرون در دامنه‌ها (صفر تا 10000 نیوتن) و فرکانس‌های مختلف (صفر تا 200 هرتز) به‌منظور بررسی رفتار خستگی سایشی در حالت نیروی عمودی سیکلی طراحی و ساخته شد. با استفاده از آزمایش و شبیه‌سازی، تأثیر پارامترهای مختلف مانند فرکانس نیروی عمودی، اختلاف فاز بین نیروهای محوری و عمودی، دامنه نیروی عمودی، هندسه تماس، ساچمه‌زنی و دمای بالا بر رفتار خستگی سایشی آلیاژ Al7075-T6 مورد مطالعه قرار گرفت. در کلیه آزمایش‌ها طول ترک‌های خستگی سایشی در حین رشد با استفاده از روش رپلیکا اندازه‌گیری شد و در ادامه پژوهش به منظور صحت‌سنجی نتایج حاصل از شبیه‌سازی مورد استفاده قرار گرفت. رفتار تریبولوژیکی و رژیم‌های لغزش ایجاد شده در سطح تماس، نواحی شکست نمونه‌های آزمایش، مسیر رشد ترک و همچنین محل و زاویه جوانه‌زنی ترک توسط میکروسکوپ‌های الکترونی و نوری مورد بررسی مفصل قرار گرفت. شبیه‌سازی مساله خستگی سایشی در حالت نیروی عمودی سیکلی به‌منظور پیدا کردن تنش‌های تماسی، کانتورهای تنش، ضرایب شدت تنش نوک ترک و همچنین تخمین عمر رشد ترک، توسط نرم‌افزار FRANC2D® انجام شد. در ادامه با استفاده از نتایج حاصل از شبیه‌سازی و ترکیب آن با نتایج تجربی، عمر جوانه‌زنی ترک در شرایط مختلف تخمین زده شد و نمودارهای تنش-عمر مربوط به هر کدام از فازهای جوانه‌زنی ترک و رشد ترک استخراج گردید. نتایج نشان می‌دهند که نیروی عمودی سیکلی به‌طور چشم‌گیری عمر خستگی سایشی را خصوصاً در ناحیه پرچرخه کاهش می‌دهد. بیش‌ترین کاهش عمر در فرکانس 1 هرتز اتفاق می‌افتد. با افزایش فرکانس نیروی عمودی، عمر خستگی سایشی به‌تدریج افزایش یافته و در فرکانس 80 هرتز بر عمر خستگی سایشی در حالت نیروی عمودی ثابت مماس می‌شود. نتایج نشان می‌دهند که اکسیداسیون، تورق لایه‌های اکسیدی و سایش خراشان سه جسمی مهم‌ترین عوامل کاهش عمر خستگی سایشی در حالت نیروی عمودی سیکلی می‌باشند. علیرغم تأثیر مخرب نیروی عمودی سیکلی بر خستگی سایشی، ایجاد اختلاف فاز بین نیروهای عمودی و محوری و همچنین ساچمه‌زنی موجب بهبود عمر خستگی سایشی خصوصاً در ناحیه پرچرخه می شود. نتایج همچنین نشان می‌دهند که در حالت نیروی عمودی سیکلی، افزایش دما اثر مخرب‌تری در کاهش عمر خستگی سایشی نسبت به حالت نیروی عمودی ثابت دارد.

 

 

 

 

 

Abstract:

Most of the previous studies on fretting fatigue, have been accomplished for constant normal loading and less attention has been paid to cyclic normal loading. For many engineering components such as bearing cap bolted joints of the V-type engines and dovetail joint of the turbines and jet engines, the normal load is cyclic. An innovative fretting fatigue test apparatus was specially designed and manufactured for fretting fatigue tests under cyclic loading in this work. The device is capable of generating normal load frequency of 0–200Hz, and magnitude of 0-10kN using a simple synchronized electro-mechanical system. The effect of various parameters such as normal load frequency, phase difference between normal and axial loads, normal load amplitude, contact geometry, shot-peening and elevated temperature on fretting fatigue life of Al7075-T6 under cyclic normal contact loading was investigated by experiment and simulation. In all experiments conducted in this study, the FE simulation was validated by a comparison between the numerical crack growth rate and the experimental measurements using replica. The tribological behavior of the fretting area and slip regimes, fracture surface of the specimens, crack growth trajectory and crack initiation location/orientation were examined using both the optical and Scanning Electron Microscopy (SEM). A Finite Element model using FRANC2D® was developed to obtain the contact stresses, stress contours, crack tip stress intensity factors and crack propagation lifetime estimation. The crack initiation life was calculated by a combination of numerical and experimental results and the S-N curves were plotted for both the crack propagation and crack initiation phases at different conditions. It was found that the cyclic normal load has a higher damaging effect on fretting fatigue life compared with the constant normal load, particularly at lower frequencies. The highest reduction in fretting fatigue life is observed for the lowest frequency, 1Hz. The experimental results also indicated that at the normal load frequency of 80Hz, the fretting fatigue life converged to its corresponding life under constant normal load condition. The results indicated that oxidation, delamination of the oxidized debris and third-body abrasion mechanism are the main reasons for reduction of fretting fatigue life in the case of cyclic normal load condition. The results showed that while cyclic normal loading diminishes the fretting fatigue life significantly the out-of-phase loading and shot-peening had improving effect on fretting fatigue life, particularly for High Cycle Fatigue (HCF) condition. The results also suggests that elevated temperatures have more damaging effect on fretting fatigue life under cyclic contact load condition compared with the constant contact loading condition

 

 

نام :  فرشاد

نام خانوادگي: عباسي

محل تولد: دهگلان

2

نام پدر: علي

تاريخ تولد: 1/4/1360

ش.ش: 23

محل صدور: دهگلان

وضعيت تاهل: متاهل

تدين: اسلام

وضعيت سربازي: معافيت دائم

آدرس محل سکونت:

سنندج- شالمان- خیابان ایثارگران- کوچه ایثار 4

پست الکترونيکي: farshadabbasi788390@gmail.com     

شماره تلفن هاي تماس : 09189714623-  تلفن 08733665780

رشته تحصيلي ، محل تحصيل، سال فارغ التحصيلي :

ديپلم: رياضي و فيزيک- دبيرستان شهيد چمران دهگلان- 1378

کارشناسي: مهندسي مکانيک - دانشگاه صنعتي اصفهان- 1383

کارشناسي ارشد: مهندسي مکانيک- دانشگاه صنعتي امير کبير- 1385

دکتری تخصصی PhD: مهندسي مکانيک- دانشگاه بوعلی سینا همدان- 1396

عنوان پايان نامه هاي دوره کارشناسي و کارشناسي ارشد:

دوره کارشناسي: طراحي فني و اقتصادي شبکه هاي توزيع و انتقال آب به روش نيوتن- رافسن.

دوره کارشناسي ارشد: شبيه سازي هيدروديناميک جريان دو فازي در راکتورهاي الکتروشيميائي کلر-آلکالي به روش حجم محدود.

دوره دکتری تخصصی PhD: تاثیر پارامترهای مختلف بر تخمین عمر خستگی سایشی تحت بار تماسی نوسانی

سوابق شغلي:

-  مهندسين مشاور نگر انديش- تهران- کارشناس ارشد تاسيسات مکانيکي و الکتريکي

-  طراح و ناظر اجراي پلنت آزمايشگاهي ضربه قوچ- دانشگاه صنعتي اميرکبير(پلي تکنيک تهران)

- طراح و سازنده دستگاه تست خستگی سایشی- 1395

- طراح و ناظر پايه 2 سازمان نظام مهندسي و ناظر گازرساني و انشعاب آب و فاضلاب ساختمان- از سال 1388 تا کنون

- سابقه تدريس در دانشگاه آزاد اسلامي از سال 1387 تا کنون

اهم پروژه هاي اجرائي و صنعتي انجام داده:

1)       متره و برآورد کليه لوله ها و اتصالات پروژه آب شيرين کن عسلويه (RO) جهت سفارش خريد، 1383

2)       طراحي، محاسبه و سفارش خريد تاسيسات مکانيکي و الکتريکي کارخانه سيمان 3300 تني سبز گيلان، 1383

3)       طراحي، محاسبه و سفارش خريد تاسيسات مکانيکي و الکتريکي کارخانه سيمان 3300 تني خواف، 1383

4)       طراحي، محاسبه و سفارش خريد تاسيسات مکانيکي و الکتريکي کارخانه سيمان 3300 تني بردسکن، 1383

5)       طراحي، محاسبه و سفارش خريد تاسيسات مکانيکي و الکتريکي کارخانه آهک هيدراته کنگان، 1383

6)       طراحي، محاسبه و سفارش خريد تاسيسات مکانيکي و الکتريکي کارخانه گچ شعله سيمان، 1383

7)       طراحي، محاسبه و سفارش خريد تاسيسات مکانيکي و الکتريکي کارخانه آجر ماشيني 140 تن قزوين، 1383

8)       طراحي، محاسبه و سفارش خريد تاسيسات مکانيکي و الکتريکي کارخانه کپسول CNG ، 1383

9)       طراحي، محاسبه و سفارش خريد تاسيسات مکانيکي و الکتريکي طرح توسعه کارخانه رنگ و رزين طيف سايپا، 1383

10)   طراحي، محاسبه و سفارش خريد تاسيسات مکانيکي و الکتريکي کارخانه مونيتور سازي سيما آوا، 1383

11)   طراحي، محاسبه و سفارش خريد تاسيسات مکانيکي و الکتريکي طرح توسعه صنايع ريخته گري ايران، 1383

12)   کارشناس تاسيسات طرح انتقال کارخانه پويش پارت سيمين از شهرک صنعتي سيمين دشت کرج به قزوين، 1383

توانمنديها:

-        تسلط کافي به زبان انگليسي

-        تسلط کافي به نرم افزارهاي AUTOCAD,MDT,FLUENT,EES

-        آشنائي با استانداردهاي ASME,ASTM,DIN,NEC,NPFA

-        تسلط کافي به نرم افزارهاي OFFICE

-        مسلط به نرم افزارهاي آبرساني LOOP,EPANET

-        مسلط به نرم افزار طراحي فاضلاب  SEVER

-        آشنائي با کدنويسي به زبانهاي  MATLAB,FORTRAN

عضويت ها:

-        عضو دفتر استعدادهاي درخشان دانشگاه بوعلي سينا

-        عضو بنیاد ملی نخبگان

-        عضو انجمن مخترعین کشور

-        عضو انجمن فارغ التحصيلان اميرکبير

-        عضو پايه 2 سازمان نظام مهندسي در رشته تاسيسات مکانيکي

-        عضو ناظر اجراي گازرساني ساختمانها

-        عضو کارگروه صنعت و امور زیربنایی استانداری کردستان

افتخارات:

-        رتبه اول آزمون دکتراي تخصصي سراسري سال 1390 دانشگاه بوعلي سينا و دانشگاه گيلان

-        نفر اول فارغ التحصيل دوره کارشناسي ارشد دانشگاه صنعتي اميرکبير تهران

-        مخترع نمونه سال 1395 و طرح برگزیده در جشنواره رویش زاگرس

-        ثبت علمی اختراع دستگاه آزمایش خستگی سایشی تحت بار تماسی نوسانی

اختراع:

-        طراحی و ساخت دستگاه خستگی سایشی تحت بار تماسی نوسانی

-        طراحی و ساخت دستگاه جوشکاری اغتشاشی اصطکاکی FSW

-        طراحی و ساخت پکیج فول اتوماتیک نهالکار

-        طراحی و ساخت دستگاه دار قالی ارگونومیک

کتاب های چاپ شده:

1-      مکانیک شکست کلاسیک، انتشارات دانشگاه بوعلی سینا همدان

2-     آموزش جامع متلب برای دانشجویان فنی و مهندسی، انتشارات انتخاب تهران

مقالات علمي و پژوهشي بين المللي ( ( ISI:

  1. F. Abbasi, G.H. Majzoobi,  Effect of contact pressure on fretting fatigue behavior under cyclic contact loading, Surf. Rev. Lett. 25 (3) (2018) 1-14.
  2. F. Abbasi, G.H. Majzoobi, An investigation into the effect of elevated temperatures on fretting fatigue response under cyclic normal contact loading, Theor. Appl. Fract. Mech. (2017), http://dx.doi.org/10.1016/j.tafmec.2017.07.018.
  3. F. Abbasi, G.H. Majzoobi, Effect of out-of-phase loading on fretting fatigue response of Al7075-T6 under cyclic normal loading using a new testing apparatus, Eng. Fract. Mech. (2017), http://dx.doi.org/10.1016/j.engfracmech.2017.08.010.
  4. G.H. Majzoobi, F. Abbasi, On the effect of shot-peening on fretting fatigue of Al7075-T6 under cyclic normal contact loading, In Surface and Coatings Technology, Volume 328, 2017, Pages 292-303.
  5. G. H. Majzoobi, F. Abbasi, On the Effect of Contact Geometry on Fretting Fatigue Life under Cyclic Contact Loading, Tribology Letters, 2017, 65:125.
  6. F Abbasi, GH Majzoobi and MM Barjesteh, Developing a new experimental set up to study fretting fatigue behavior under cyclic contact loading, Proc IMechE Part J: J Engineering Tribology, 2017, 0(0) 1–14.
  7. G.H. Majzoobi, F.Abbasi, An investigation into the effect of normal load frequency on fretting fatigue behavior of Al7075-T6, Tribology Transactions, 2017, accepted.
  8. Farshad.Abbasi, Hasan Rahimzadeh, "Applying a modified two-fluid model to numerical simulation of two-phase flow in the membrane Chlor-Alkali cells", Iranian Journal of Chemistry and Chemical Engineering (International), Vol. 27, No.3, 2008, 51-61.
  9. Said talebi, Farshad Abbasi, Hadi Davilu, "A 2-D numerical simulation of sub-cooled flow boiling at low-pressure and low-flow rates ", International Journal of Nuclear Engineering and Design, 239,  2009, 140-146.
  10. Seyed Emad Hosseini, Farshad Abbasi and Ahmad Farmahini , Investigation of Sphericity Assumption for Bubbles in the NumericalSimulation of Bubbly flow in a Vertical Cylinder, Research Journal of Recent Sciences, Vol. 4(1), 9-16, January (2015).

 

مقالات پذيرفته و ارائه شده در کنفرانس هاي خارجي:

  1. Farshad.Abbasi , Hasan Rahimzadeh, Seyed Emad Hoseini, "A numerical investigation of gas injection into a cylinder filled with castor oil using the two-fluid model", 6th International Conference on Heat Transfer, Fluid Mechanics and Thermodynamics (HEFAT2008), 30 June to 2 July 2008, Pretoria, South Africa.
  2. Farshad.Abbasi , Hasan Rahimzadeh " A two-phase flow model for H2 evolution in a membrane reactor cell "7th International Conference on Heat Transfer, Fluid Mechanics and Thermodynamics (HEFAT2010), 19-21 July 2010, Antalya, Turkey.
  3. Said talebi, Farshad Abbasi, Hadi Davilu, "Numerical simulation of two-phase flow in a boiling channel at two-dimension and low-pressure conditions, "Proceedings of the 16th International Conference on Nuclear Engineering (ICONE16), May11-15, 2008, Orlando, Florida, USA, paper number: 48030.
  4. Mehdi Karimi, Farshad Abbasi, et al, "Application of Genetic Algorithm for Optimization of Water Distribution Networks Using a Modified Penalty Function", Proceedings of the 4th International Congress On Civil Engineering, Architecture & Urban Development 
    SAMAN Conference Management System, Dec 27-29, 2016, Tehran, Shahid Beheshti University, paper code: BAC-00382-AB.