مطالعه عددی و تجربی رشد ترک خستگی در مخزن استوانه ای دولایه اتوفرتاژ شده

نوع: Type: رساله

مقطع: Segment: دکتری

عنوان: Title: مطالعه عددی و تجربی رشد ترک خستگی در مخزن استوانه ای دولایه اتوفرتاژ شده

ارائه دهنده: Provider: محمد سجاد خدایاری - مهندسی مکانیک

اساتید راهنما: Supervisors: دکتر رحمن سیفی ( استاد تمام)

اساتید مشاور: Advisory Professors: دکتر رحمن سیفی ( استاد تمام)

اساتید ممتحن یا داور: Examining professors or referees: دکتر امیر حسین محمودی (دانشیار)، دکتر علی پورکمالی انارکی (استاد تمام)، دکتر علی شهرجردی (استادیار)

زمان و تاریخ ارائه: Time and date of presentation: 1402/11/17 - 15.00

مکان ارائه: Place of presentation: سالن کنفرانس

چکیده: Abstract: فرآیندهای اتوفرتاژ و ساخت مخازن چند¬لایه¬ی متداخل، از روش¬های متداول ایجاد تنش پسماند فشاری در جداره-ی مخازن جدار ضخیم می¬باشد. به منظور افزایش بیشتر عمر خستگی و استحکام مخازن، از ترکیب این روش¬ها نیز استفاده می¬گردد. انتگرال J یکی از پارامترهای اساسی مبتنی بر انرژی در مبحث مکانیک شکست است که جهت پیش¬بینی گسترش ترک در میدان¬های کرنش الاستو¬پلاستیک بکار می¬رود. در این پژوهش با استفاده از روش¬های عددی و تجربی، گسترش ترک نیم ¬بیضی در سطح داخلی مخازن استوانه¬¬¬ای دولایه¬ی متداخل که لایه¬های آن قبلا اتوفرتاژ شده¬ و تحت فشار داخلی دوره¬ای است، بررسی شده است. عمر خستگی نیز بر اساس رابطه¬ی نرخ گسترش ترک و تفاضل انتگرالJ محاسبه گردیده است. همچنین مقدار فشار ترکیدگی این مخازن بر اساس معیار انتگرال J بحرانی، بدست آمده است. سپس در ادامه¬ی پژوهش به بررسی تاثیر پارامترهای مختلف همانند عمق، شکل و زاویه¬ی قرارگیری ترک، مقدار اتوفرتاژ لایه¬ی داخلی و خارجی، مقدار تداخل شعاعی و نسبت ضخامت لایه-ها بر گسترش ترک، عمر خستگی و فشار ترکیدگی پرداخته شده است. جنس لایه¬ها¬ی داخلی و خارجی مخزن استوانه¬ا¬ی دولایه، از AL-7075 T6 در نظر گرفته شده است. رفتار سخت¬شوندگی غیر¬خطی این آلیاژ با استفاده از مدل چابوچه، پیش¬بینی گردیده است. اعتبار نتایج عددی این رساله بررسی و دقت بالای نتایج بدست آمده، اثبات گردید. نتایج نشان داده که با ترکیب فرآیندهای اتوفرتاژ و تداخل شعاعی، عمر خستگی و فشار ترکیدگی تا چندین برابر افزایش یافته است. به طوری که عمر خستگی مخزن دولایه متداخل اتوفرتاژ شده با ترک محوری حدود 10 برابر مخزن تک لایه دارای ترک محوری با همان ابعاد بوده است. همچنین فشار ترکیدگی مخزن دولایه اتوفرتاژ شده دارای ترک داخلی از مخزن تک¬لایه بدون ترک با همان ابعاد بیشتر بوده است. با افزایش زاویه قرارگیری ترک، عمر خستگی و فشار ترکیدگی مخزن کاهش یافته است. افزایش نسبت کشیدگی شکل ترک سبب افزایش عمر خستگی و فشار ترکیدگی مخزن شده است. عمر خستگی و فشار ترکیدگی مخزن با افزایش مقدار اتوفرتاژ لایه¬ی داخلی، افزایش یافته است. مقدار اتوفرتاژ لایه¬ی خارجی تاثیری بر عمر و فشار ترکیدگی مخزن نداشته است. مقدار تداخل شعاعی با عمر خستگی و فشار ترکیدگی مخزن دارای ترک محوری رابطه¬ی مستقیم داشته است. درحالی که بر عمر خستگی و فشار ترکیدگی مخزن دارای ترک محیطی بی تاثیر بوده است.

فایل: ّFile: تنزيل فایل