بررسي رفتار رشد ترك در همبسته آلومينيوم مورد استفاده در قطعات موتور، با استفاده از روش انتشار صوت

Investigation of crack growth behavior in aluminum alloy used in engine components, by acoustic emission method

استفاده از همبسته هاي آلومينيوم در صنعت موتور، به دليل سبكي، انتقال حرارت بالا و شكل­پذيري خوب، متداول است. در اين رابطه شناسايي خرابي‌ها در سازه‌هاي آلومينيومي براي افزايش قابليت اطمينان آنها، امري ضروري است. يكي از روش‌هاي جديد تشخيص عيوب در سازه­ها، روش انتشار صوت است. بر اين اساس، هدف از اين مقاله، بررسي و شناسايي خرابي در نمونه­هاي آلومينيومي سوراخدار، تحت بار كششي با استفاده از روش انتشار صوت است. براي اين منظور نخست نمونه آلومينيومي سوراخدار، تحت بارگذاري كششي قرار گرفت. سپس، موج‌هاي كشسان انتشار يافته حاصل از ترك در لبه­هاي سوراخ توسط حسگر انتشار صوت از نوع نوار پهن ثبت شدند. در بخش نتايج، با استفاده از نمودار تنش- كرنش، ضريب تمركز تنش اسمي، خالص و بيشترين تنش در اطراف سوراخ، از دو رابطه مختلف به دست آمد و مقايسه شد. براي تشخيص بسامد غالب شكست در قطعه از روش تبديل فوريه سريع استفاده گرديد. در ادامه نيز، بيشترين ولتاژ نشانه انتشار صوت مربوط به شكست به دست آمد. همچنين انرژي تجمعي انتشار صوت نيز با مقدار طول ترك مقايسه گرديد و يك رابطه غيرخطي بين اين دو متغير، به دست آمد.

Using aluminum alloys is common in the engine industry due to low weight, high heat transfer and proper ductility. Detecting damages in aluminum structures is also important for higher reliability. One way to detect defects is the acoustic emission (AE) approach. Therefore, the objective of this article is to detect damages in open-hole aluminum alloy under tensile loadings. Firstly, the specimen was tested and elastic waves according to cracks from the hole were measured by AE sensors. As a result, nominal and pure stress concentration factors and the maximum stress around the hole were calculated by two relations and compared. For the fracture frequency in the specimen, the fast Fourier transform was utilized and the AE maximum voltage of the failure was obtained. Then also, the cumulative AE energy was compared to the crack length and a non-linear relation was fitted to experimental data.