عرفان کاکاوند - دانشکده فنی و مهندسی
پایاننامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد در رشته مکانیک گرایش طراحی کاربردی
عنوان:
تخمین رشد ترك خستگی در بارگذاري سیکلی مکانیکی و حرارتی
استاد راهنما:
دکتر رحمن سیفی
اساتید داور:
دکتر غلامحسین مجذوبی – دکتر امیرحسین محمودی
نگارش:
عرفان کاکاوند
مکان:
آمفی تئاتر
12 اردیبهشت 1395
چکیده:
خستگی حرارتی در قطعاتی مانند پرهها و ایرفویل ها در موتورهای توربین و سیستمهای لولهکشی در راکتورهای آب سبک در نیروگاههای اتمی که تحت گرمایش و سرمایش نوسانی قرار میگیرند، روی میدهد. ازاینرو بررسی رفتار مواد تحت این شرایط حائز اهمیت میباشد و بررسی توانايی روشهای تجربی و نرمافزاری در محاسبه عمر خستگی قطعات تحت بار حرارتی در فرايند طراحی اين قطعات اثر قابلتوجهی خواهد داشت. ازآنجاکه همواره آلیاژهای آلومینیم از رایجترین آلیاژهای مورداستفاده در صنایع بوده و هست در این پژوهش، جنس نمونهها آلومینیم 7075 انتخاب شد و مورد آزمایش قرار گرفت. در بررسی پیشینه پژوهش تأثیر فرکانس مکانیکی در رشد ترک خستگی در بارگذاریهای سیکلی حرارتی و مکانیکی موردبررسی قرار نگرفته که این مورد در این پژوهش انجام شد. نمونهها از نوع CT بوده و همگی دارای ترک اولیه به طول 9 میلیمتر میباشند. برای اعمال بار حرارتی به نمونهها کورهای از نوع المنتی ساخته شد که توانایی ایجاد بار حرارتی بهصورت دما ثابت و همچنین دما متغیر را دارد. آزمایشها به دو گروه دما ثابت و متغیر تقسیمبندی شدند که سری اول آنها بهصورت دما ثابت با بیشینه بار KN12 و نسبت بار R=0 انجام شد تا شبیهسازی و رفتار ترک در حالت دما متغیر به دست بیاید. سری دوم آزمایشها بهصورت دما متغیر با شرایط مکانیکی مشابه آزمایش سری اول انجام گردید. بررسی آزمایش اول نشان داد که هر چه دما افزایش مییابد رشد ترک نیز افزایش مییابد و عمر نمونه کاهش پیدا میکند. برای شبیهسازی در آزمایشهای دما متغیر از نتایج آزمایشهای سری اول و معادله والکر استفاده شد. نتایج در این مرحله نشان داد که کاهش فرکانس تا Hz10 تغییراتی درروند رشد ترک ایجاد نمیکند ولی کاهش فرکانس از Hz5 باعث کاهش عمر نمونه و کاهش فرکانس از Hz5/0 تغییرات شدیدی در عمر نمونه ایجاد میکند. درنهایت سطح شكست نمونهها با استفاده از عکسبرداری از سطوح شکست موردبررسی قرار گرفت.
Abstract:
Thermal fatigue happens in fins and airfoil of turbines and piping systems for light water reactors in nuclear power plants that are under heating and cooling cycles. Therefore, the behavior of materials under these conditions is important and ability of experimental methods and scientific softwares to calculate the fatigue life of components under thermal loads in the design process components, will be a significant object. Since aluminum alloys have used widely in industry, in this study, aluminum 7075 were selected and tested. The effect of mechanical loads frequency in the thermal cycling and mechanical loading on the fatigue crack growth were studied. For applying the thermal loads on the samples, a furnace element was built that it has ability to create heat loads versus constant and variable temperatures. Tests were categorized into two groups fixed and variable temperatures which the first series of tests with constant temperature and maximum load 12kN and load ratio R=0 were done to achieve simulation and crack behavior in variable temperature. The evaluation of first tests showed with increasing the temperature, the crack growth also increases and sample’s life decreases. The results of these experiments and Walker equation were used to simulation the variable temperature effects. Results show that the reduction of frequency up to 10 Hz does not affect the process of crack growth but reduction to 5 Hz causes reduction of the life and more reduction to 0.5 Hz cause considerable reduction of the fatigue life. Finally, the fracture surfaces of samples were studied by their photography.
رزومه |
|
|
عرفان کاکاوند تلفن تماس: 09191878172 ایمیل: erfan.kakavand@gmail.com متولد: 1368 آدرس: استان قزوین شهر محمدیه منطقه 4 کاج 16 پلاک 1 |
سوابق تحصیلی و پروژههای انجام شده |
|
دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی مکانیک طراحی کاربردی دانشگاه بوعلی سینا همدان · موضوع پایان نامه: تخمین رشد ترک خستگی در بارگذاری سیکلی مکانیکی و حرارتی کارشناسی مهندسی مکانیک طراحی کاربردی جامدات دانشگاه آزاد اسلامی واحد قزوین · موضوع پایان نامه: طراحی، ساخت و کنترل عملگر خطی با آلیاژهای حافظه دار(SMA) · معدل: 08/17 |
|
مهارتها و سوابق کاری |
|
· طراحی و ساخت گوس متر دیجیتال برای صنایع خودکفایی شهید شفیع زاده · طراحی فیکسچر صنعتی جهت بستن پیچهای پرچی برای صنایع خودکفایی شهید شفیع زاده
· تسلط کامل به نرم افزار CATIA محیطهای Part Design – Assembly Design – Sketcher – Weld – Draft – Wireframe and Surface Design – DMU Kinematics
· تسلط کامل به نرم افزار ABAQUS · تسلط کامل به نرم افزار ADAMS – View · تسلط کامل به نرم افزار MATLAB · تسلط کامل به برنامه نویسی میکروکنترلرهای PIC – Arm cortex M3 · تسلط کامل به طراحی و بردهای کنترلی الکترونیکی · تسلط کامل به نرم افزار Proteus · تسلط کامل به سیستمهای کنترل آنالوگ و دیجیتال – طراحی و ساخت set up box کنترلی · تسلط به سیستم های کنترل فازی، فازی PID و طراحی آن · تسلط بر طراحی مدارهای هیدرولیک و پنوماتیک · دارای مدرک فنی و حرفه ای فرزکاری و تراشکاری · دارای مدرک هیدرولیک مقدماتی، پیشرفته و الکتروهیدرولیک از شرکت FESTO
· داراي مدرك فنی و حرفهاي پنوماتیک
· توانایی کار با انواع سنسورهاي صنعتی آشنایی با زبان انگلیسی · میزان آشنایی در زمینه محاوره: خوب · میزان آشنایی در زمینه مکاتبه: متوسط |