عنوان مقاله :
بررسي تجربي و عددي تاثير فرايند ساچمه زني شديد بر افزايش عمر خستگي آلومينيومA356
عنوان به زبان ديگر :
LIFE EXTENSION OF AL A356 BY SEVERE SHOT PEENING: AN EXPERIMENTAL AND NUMERICAL STUDY
پديد آورندگان :
محمودي، اميرحسين دانشگاه بوعلي سينا - دانشكده ي مهندسي , نيكنام، مجيد دانشگاه بوعلي سينا - دانشكده ي مهندسي , فرهي، غلامحسين دانشگاه صنعتي شريف - دانشكده ي مهندسي مكانيك , قاسمي، علي دانشگاه بوعلي سينا - دانشكده ي مهندسي , سيفي، رحمن دانشگاه بوعلي سينا - دانشكده ي مهندسي
كليدواژه :
افزايش عمر , خستگي , تنش پسماند , ساچمه زني , آلومينيوم
چكيده فارسي :
بسياري از قطعات مكانيكي در عمل تحت بارگذاري خستگي قرار دارند و بسياري از شكست ها و از كار افتادگي هاي مكانيكي نيز بر اثر اين نوع بارگذاري است. زماني كه يك چرخه ي بارگذاري خاص در دوره هاي زماني متوالي تكرار مي شود پديده ي خستگي و عمر خستگي مطرح مي شود. اين پديده به شكست قطعات در تنشي كمتر از تنش تسليم ماده منجر مي شود. امروزه، براي افزايش عمر خستگي روش هاي بسياري پيشنهاد شده است. بسياري از اين روش ها با ايجاد سازوكار توليد تنش پسماند فشاري عمر خستگي نمونه را افزايش مي دهند. تنش پسماند فشاري در سطح نمونه باعث بستن ريزترك ها، به تاخير انداختن ايجاد ترك، و كاهش نرخ رشد ترك مي شود. فرايند ساچمه زني يكي از رايج ترين عمليات سطحي به منظور ايجاد تنش پسماند فشاري و در نتيجه افزايش عمر خستگي قطعات فلزي است. در اين نوشتار، اثر فرايند ساچمه زني به صورت تجربي و عددي روي آلومينيم آلياژي 0٫3g7A l S i يا 356٫0A بررسي شده است. اين آلياژ در مواردي كاربرد دارد كه استحكام بالا، جوش پذيري خوب، قابليت ريخته گري بالا به خصوص در قالب هاي دقيق و دائمي، و مقاومت زياد به خوردگي نياز است. صنعت خودروسازي، صنايع نظامي، و صنايع هوافضا بزرگترين مصرف كنندگان اين نوع آلياژ به شمار مي آيند. در اين پژوهش، عمر رشد ترك خستگي و منحني هاي S-N براي نمونه هاي ساچمه زني شده و نشده به صورت عددي و آزمايشگاهي بررسي شده است. تطابق بسيار خوبي بين نتايج عددي و آزمايشگاهي به دست آمده است. نتايج نشان مي دهد كه در خستگي پرچرخه، عمر نمونه هاي ساچمه زني شده تا سه برابر نسبت به نمونه هاي خام افزايش يافته است. در حالي كه، در خستگي كم چرخه ميزان اين تاثير بسيار كم تر بوده است.
چكيده لاتين :
Many engineering components are subjected to cyclic loading which is the main cause for most of engineering failures. When a cyclic loading is repeated، fatigue must bring into account for any life estimation study. Fatigue results in failure of the engineering components in a stress level well below the yield stress of the material. Life extension techniques can delay the initiation or propagation of the crack in the engineering structures. Most of these techniques induce compressive residual stresses which can enhance the component fatigue life. As the crack usually starts from the surface، the induction of compressive residual stresses on the surface of the components can greatly influence the component life cycle. There are many surface modification techniques practicing in different industries. Shot peening is one of the most well-known surface treatment methods that is employed to enhance the fatigue life.In the current paper، severe shot peening has been applied to samples made of Aluminum A356. This alloy has been used where high strength، good weldability، ability of permanent die casting and corrosion resistance are required. A356 is an aerospace aluminum alloy and has a wide application in other industries، such as automobile and military. Fatigue crack growth and life curves of as-received and shot peened samples have been found both numerically and experimentally. Finite element analyses of the shot peening process are still under development by many researchers. The exact coverage percentage is difficult to achieve، and it requires simulation of a random peening process. This manuscript also describes how to achieve the correct coverage. The experiments were designed very carefully to evaluate the effects of the shot peening process. Very good agreements were observed between results. They showed life extension for high cycle fatigue up to three times. Having the finite element results in hand، the experimental achievement was explained.
عنوان نشريه :
مهندسي مكانيك شريف
عنوان نشريه :
مهندسي مكانيك شريف
