بررسي عددي و تجربي خواص مكانيكي ورقهاي FGM

كارشناسي ارشد

چكيده امروزه استفاده از مواد با ساختار هدفمند كاربردهاي متنوعي پيداكرده است. به دليل ويژگيهاي منحصربهفرد اينگونه مواد در ارائه خواص چندگانه و گاهي متضاد در يك حجم ماده، صنايع مختلف بهخصوص صنايع هوافضا، توربوماشين ها، صنايع پوشش دهي، سيستمهاي ذخيره انرژي و ... بهصورت گسترده از مواد با ساختار هدفمند استفاده مينمايند. ريزساختار و تركيب شيميايي ماده هدفمند داراي توزيع متغير در حجم ماده بوده كه منجر به خواص چندگانه ماده ميشود. ازاينرو، توليد ورقهاي هدفمند كه چنين ساختاري را ارائه دهند از اهميت ويژهاي برخوردار است. اگرچه روشهاي گوناگوني درزمينه توليد ورقهاي هدفمند ارائهشده است، اما هنوز روش بهينهاي در اين زمينه وجود ندارد. هدف اين پاياننامه توليد ورق هدفمند پايه آلومينيوم با تقويتكننده SiC است كه براي اين منظور از روش متالورژي پودر و نورد گرم استفاده شده است. بدين منظور مقدار تقويتكننده در راستاي ضخامت بهصورت پلهاي از مقدار صفر تا چهار درصد وزني تغيير نموده است. نمونهها در 4 مرحله شامل بالميل، گاز زدايي، فشردن سرد و تف جوش تهيه شده و سپس سه پاس نورد گرم گرديدهاند. ريزساختار نمونههاي حاصله شامل اندازه دانهبندي در جهت نورد و جهت عمود بر آن و توزيع ذرات با استفاده از ميكروسكوپ نوري اندازهگيري شده است . بعلاوه خواص مكانيكي نمونهها شامل سختي و استحكام كششي و خمشي در پاس سوم اندازهگيري و گزارششده است. در فصل چهارم نتايج حاصل از بالميل در زمانهاي مختلف ارائه شده و نمودارهاي آن آورده شده است. سپس نتايج حاصل از ريز ساختار، سختي ، آزمون كشش و آزمون خمش بيان گرديده و مقايسه بين نتايج آزمون تجربي و روش المان محدود آورده شده است. در نهايت به بررسي سطوح شكست در آزمون كشش و خمش پرداخته شده است. مطابق تصاوير بهدستآمده از ريزساختار نمونهها، ذرات تقويتكننده توزيع قابل قبولي در فاز ماتريس دارند. همچنين نتايج نشاندهنده افزايش سختي و استحكام با افزايش ذرات تقويتكننده و افزايش تعداد پاس نورد است. واژههاي كليدي: ورقهاي FGM، خواص مكانيكي ، ريزساختار ،متالورژي پودر ، نورد گرم

191430

دانشگاه علم و صنعت ايران

طراحي كاربردي

دكتر صديقي