بررسی تاثیر اتوفرتاژ بر عمر خستگی لوله های جدار ضخیم

در این رساله مدلسازی رفتار مواد، تعیین تنش پسماند و عمر خستگی در لوله های جدار ضخیم یکپارچه مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین تنشهای پسماند در لوله های مرکب اتوفرتاژ شده بعد از جازنی تعیین شدهاند. لوله مرکب از دو لوله در هم جازده شده تشکیل شده که بعد از جازنی اتوفرتاژ گردیدهاند. برای تعیین تنشهای پسماند از خواص واقعی مواد استفاده شده است. مواد مطالعه شده در این تحقیق، آلیاژهای آلومینیوم a7075-t73 و a7075-o مورد استفاده در لولههای جدار ضخیم و فولاد din1.0406 مورد استفاده در لولههای تزریق موتورهای دیزل میباشند. مدلسازی رفتارهای بارگذاری و باربرداری مواد با استحکام بالا، نقش مهمی در تحلیل فرآیند اتوفرتاژ لولهها دارد. گرچه رفتار بارگذاری چنین موادی نزدیک حالت الاستیک- پلاستیک کامل است، اما رفتار باربرداری آنها با توجه به اثر باشینگر پیچیده میباشد. ضریب باشینگر بیشترین تاثیر را بر مدل¬سازی رفتار مواد پر استحکام دارد و باعث کاهش اثر مفید اتوفرتاژ خواهد شد. در مطالعات انجام شده در این رساله جهت بهرهگیری از یک مدل رفتاری مناسب و گردآوری دادههای تجربی، یک دستگاه سروهیدرولیک اینسترون و نتایج آزمایشگاهی تست¬های کشش- فشار تک محوره استفاده گردیده است. با توجه به اینکه در آلیاژهای مورد نظر معمولاً کرنش پلاستیک ایجاد شده به عنوان مشخصه باربرداری مطرح میباشد بنابراین برای مدل¬سازی رفتار این مواد لازم است آزمایش¬های مذکور با کرنش¬های پلاستیک متفاوت انجام گیرد. در این رساله همچنین موارد مهمی از جمله تاثیر مقدار کرنشهای پلاستیک ایجاد شده بر مدول یانگ و ضریب اثر باشینگر بررسی شدهاند. در نهایت خواص مکانیکی و رفتار فولاد din1.0406 با فولادهایی نظیر din1.6959، hy 180 و ph 13-8mo و رفتار آلیاژ آلومینیوم a7075 با آلیاژ آلومینیوم a5083 مورد استفاده در لولهها مقایسه گردیده است. در این تحقیق سعی بر آن شده است که تاثیر ضریب باشینگر بر روی تنشهای پسماند مورد بررسی قرار گیرد. در تعیین تنش پسماند از روش خواص ماده متغیر (vmp) استفاده شده است. همچنین تحلیل مذکور با استفاده از روش عددی fem توسط نرم افزار ansys و روش تحلیلی ایدهآل انجام شده و نتایج با یکدیگر مقایسه گردیده است. تعیین تنشهای پسماند در لولههای مرکب اتوفرتاژ شده بعد از جازنی و مقایسه آن با لوله یکپارچه از آلیاژ آلومینیوم a7075-o از دیگر مطالعات انجام شده در این رساله میباشد. در بخش پایانی این رساله، عمر خستگی لولههایی از جنس آلیاژ آلومینیوم a7075-o به صورت عددی و تجربی مطالعه و با هم مقایسه گردیدهاند.