پيش بيني عمر خستگي نمونه هاي ناچ دار با استفاده از معيارهاي خستگي چندمحوري

Prediction of Fatigue Life in Notched Specimens Using Multiaxial Fatigue Criteria

در اين تحقيق، اثر شكل ناچ بر روي عمر خستگي نمونه هاي ناچدار از جنس آلياژ آلومينيوم 2024-T3 به صورت تجربي و همچنين با استفاده از تحليل خستگي چندمحوري مورد مطالعه قرار گرفته است. بدين منظور، چهار نوع نمونه آزمايش با شكل ناچ مختلف تهيه گرديده و در دستگاه تست خستگي براي بارهاي كششي مختلف آزمايش گرديدند. تستهاي خستگي به صورت بار كنترل و در دستگاه سرو هيدروليكAmsler HA250 با فركانس 10 هرتز انجام گرفته است. علاوه بر بدست آوردن عمر نمونه ها به روش تجربي، در قسمت عددي اين تحقيق از كد اجزا محدود غيرخطي ANSYS براي بدست آوردن توزيع تنش و كرنش در نمونه هاي مورد بررسي، در اثر اعمال بارگذاري كششي استفاده شده است. در نهايت براي پيش بيني عمر خستگي نمونه ها، از چندين معيار خستگي چندمحوري شامل معيارهايSWT، KBM، گلينكا، FS، كراسلند، VF و WY با استفاده از توزيع تنش و كرنش بدست آمده از تحليل غير خطي اجزا محدود استفاده گرديده است. نتايج بدست آمده از تحليل خستگي چندمحوري مشخص كرد كه از بين معيارهاي استفاده شده در اين تحقيق، معيار كراسلند بيشترين دقت را براي تمامي نمونه ها دارا مي باشد.

Aluminum/alumina composites are used in automotive and aerospace industries due to their low density and good mechanical strength. In this research, the effect of mechanical stirring of slurry in liquid-solid phase temperature and injection of alumina powder with inert gas (Ar) on microstructure and mechanical properties of Al-A356 alloy is investigated. In order to improve of the wettability and homogenous distribution of alumina powder in the Al–matrix, heat treatment of alumina particles in 1100 C for 20 min before injection in slurry is done. In this study, compo-casting method was used to fabricate aluminum matrix composite reinforced with micro alumina particles. To investigate the mechanical properties of hardness tests, impact and compression test are employed. Mechanical results showed that the stirring of slurry and addition of alumina improved the hardness, compression strength and impact energy. Using alumina particles and compo-casting process the best mechanical properties are obtained. Finally, the hardness, compression strength and impact energy of the samples that were produced by compo-casting method are compared to the convectional casting and showed an increase of 37, 231 and 51 percent, respectively.