مطالعه رفتار مكانيكي و استخراج مدل مكانيستيك رفتار فلزات تحت تاثير ارتعاشات آلتراسونيك

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي مكانيك

كارشناسي ارشد

به منظور پيش‌بيني رفتار تغيير شكل ماده، مدل‌هاي بسياري توسط محققين ارائه شده است. يكي از پركاربردترين مدل‌هاي ارائه شده در شبيه‌سازي فرآيند‌‌ها، مدل جانسون-كوك مي‌باشد. اين مدل كه براي لحاظ كردن تأثير نرخ كرنش و دما بر روي تنش سيلان ارائه شده است، به دليل سادگي و توصيف نسبتاً خوب در اكثر فرآيندها، به يكي از پركاربرد‌ترين مدل‌ها در شبيه‌سازي فرآيند‌‌ها تبديل شده است. با توجه به اينكه مدل جانسون-كوك قادر به پيش‌بيني رفتار تغيير شكل ناشي از تاثير ارتعاشات آلتراسونيك بر ماده نمي‌باشد و تاكنون محققين قبلي نيز به ارائه مدلي براي اين منظور نپرداختند لذا در اين پايان نامه، بررسي رفتار تغيير شكل ماده تحت اعمال ارتعاشات آلتراسونيك مورد توجه قرار گرفت و يك مدل سيستماتيك ارائه گرديد كه توانايي پيش بيني رفتار تغيير شكل ماده را در توان‌هاي مختلف دارد. در اين مطالعه، آلياژ آلومينيوم Al 7075 به قطر mm7 و طول mm70 با استفاده از دستگاه تست كشش در دو حالت با و بدون اعمال ارتعاشات آلتراسونيك تحت كشش تك محوري قرار گرفتند. نمونه كشش با كمك نرم‌افزار اتودسك اينونتور طراحي شده و سپس با استفاده از نرم‌افزار انسيس آناليز مودال گرديد. هورن ورودي و هورن خروجي ارتعاشات متناسب با مولد آلتراسونيك طراحي و با استفاده از نرم‌افزار انسيس آناليز مودال گرديد. فركانس كاريKHz 20 در نظر گرفته شده است. پارامترهاي نرخ كرنش، توان ارتعاشات به عنوان متغير هاي تست كشش و پارامتر دما به عنوان پارامتر ثابت در نظر گرفته شد. آزمايش به گونه‌اي طراحي و ايزوله شده است كه به هيچ عنوان احتمال رسيدن ارتعاشات آلتراسونيك از مجموعه ارتعاشي به لودسل دستگاه كشش ممكن نبوده و كل ارتعاشات اعمالي به نمونه كشش منتقل مي‌گردد. لذا با اين روش، ارتعاشات آلتراسونيك تاثيري بر دقت اندازه گيري لودسل نخواهد داشت. با اعمال ارتعاشات آلتراسونيك به نمونه مشاهده شد كه رفتار مكانيكي ماده تغيير كرده و نمودار تنش-كرنش ماده تغيير مي‌كند. لذا با استفاده از مدل جانسون-كوك، محاسبه ضرايب جانسون-كوك در نرخ كرنش مرجع صورت گرفت. سپس با بررسي روابط بين ضرايب، مدل جانسون-كوك تحت اعمال ارتعاشات آلتراسونيك توسعه يافت.

217347

طراحي كاربردي

فني مهندسي گلپايگان

دانشگاه صنعتي اصفهان

حميدرضا معصومي