بررسي تجربي رفتار رشد ترك و طول عمر خستگي نمونه‌هاي متقارن U- شكل

Experimental Investigation of Crack Initiation and Fatigue Life of Spot Weld Coach Peel Specimens

در اين تحقيق رفتار رشد ترك و طول عمر خستگي نمونه‌هاي U - شكل متقارن به‌طور تجربي بررسي و مطالعه شده است. ورقهاي استفاده شده، ضخامتهاي متفاوت 1 و 1/5 ميليمتر دارند كه به‌صورت 1-1 ميليمتر، 1/5-1 ميليمتر و 1/5-1/5 ميليمتر در فرايند جوشكاري نقطه‌اي به‌يكديگر متصل شده‌اند. جنس نمونه‌ها از فولاد نرم انتخاب شده است. نمونه‌ها توسط دستگاه سروهيدروليك INSTRON 8802 با ظرفيت نيروسنج 25 كيلونيوتن تحت بارگذاري متناوب با دامنه ثابت اما سطوح بار مختلف قرار گرفتند. در حين انجام آزمايشها، طول ترك به‌ازاي تعداد سيكل مشخصي توسط ميكروسكوپ نوري با بزرگنمايي 100 برابر با دقت اندازه‌گيري شد. از نتايج تجربي مشاهده مي‌شود كه در نمونه‌هاي با ضخامت متفاوت، ترك همواره در ورقه نازك شروع مي‌شود و نيز اين ورق نازك است كه در نهايت دچار شكست مي‌شود. همچنين در نمونه‌هاي با ضخامت يكسان، ترك در هر دو ورق تقريباً با طولي يكسان ايجاد مي‌شود. ضمناً استفاده از جوشهاي نقطه‌اي در قطعات با ضخامت متفاوت، تغيير چشمگيري در طول عمر خستگي آنها ايجاد نمي‌كند. ضمناً هر چه قطر نقطه جوش بيشتر باشد، طول عمر خستگي بالاتري دارد.

In this paper, an experimental investigation of fatigue crack growth behavior and fatigue life of Coach Peel (CP) specimens is reported. In this investigation, the CP specimens with 1 and 1.5 mm thickness and from mild steel are used. Specimens are tested by a 25 kN capacity INSTRON 8802 servo-hydraulic fatigue test machine under constant amplitude but various level loadings. During loading, the crack length and cycle numbers are measured accurately by a 100X light microscope. Initiation and propagation of spot weld specimens are measured by drawing vertical displacement of the specimen’s vs cycle’s curves. Results show that initiation and propagation of cracks often occur in the plate with less thickness. Also in low level loadings, cracks propagate longtitudinaly, but in high level loadings, usually nugget pull out and joints, fail catastrophically. The crack lengths during propagation, are nearly unique in both plates with the same thickness.