شبیه سازی عددی و بررسی تجربی خستگی سیمهای آلیاژ حافظه دار
پایان نامه
- وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی اصفهان - دانشکده مهندسی مکانیک
- نویسنده شیما سمع اله
- استاد راهنما محمود کدخدایی شبنم ارباب شیرانی
- سال انتشار 1392
چکیده
آلیاژهای حافظه دار به خاطر داشتن خواصی ویژه و متمایز از سایرات فلزات، در پزشکی و صنایع مهندسی به خصوص هوافضا، رباتیک، عمران و نساجی کاربرد دارند. با توجه به سرعت رشد فناوری در جهان امروز و کاربرد فناورانه گسترده و روبه رشد این آلیاژها، خلأ ناشی از ناتوانی در پیش بینی عمر این مواد به شدت خودنمایی می کند. طی دهه های اخیر پژوهشگران زیادی توجه خود را به مطالعه و بررسی رفتار این آلیاژها معطوف داشته و اخیرا بررسی خستگی آنها و همین طور پارامترهای موثر بر این پدیده، موضوع داغ پژوهش ها شده است. از همین رو در این پروژه به بررسی خستگی آلیاژ مس- آلومینیوم- بریلیوم پرداخته شده و اثر پارامترهایی چون تنش و فرکانس بارگذاری بر عمر سیم مورد مطالعه قرار گرفته است. بررسی اثر فرکانس بارگذاری یکی از مهم ترین اهداف این پروژه بوده زیرا از یک سو تغییرات دمایی، اثر چشم گیر و به سزایی بر روی رفتار این گونه آلیاژها داشته و فرکانس باعث ایجاد تغییرات قابل توجهی در دمای چنین نمونه هایی می شود و از سوی دیگر تعداد محدودی از محققین توانسته اند اثر مستقیم این پارامتر را دیده و بررسی کنند. به دلیل متفاوت بودن رفتار آلیاژ مورد بررسی از آلیاژ متداول نیکل- تیتانیوم، دیاگرام فازی مرسوم برای پیش بینی تبدیل فاز نیز مورد اصلاح قرار گرفته است. یکی از ضعف هایی که در زمینه علم بررسی رفتار چرخه ای این آلیاژها وجود دارد، نبود مدلی توانا برای پیش-گویی رفتار این مواد می باشد زیرا اکثر نتایج به صورت آزمایشگاهی به دست آمده اند. در حال حاضر در این زمینه تنها یک مدل ساختاری موجود و مورد استفاده است که آن هم بر اساس مشاهدات آزمایشگاهی به دست آمده و در چارچوب مکانیک محیط های پیوسته نمی باشد. مدل مذکور عمر خستگی را با استفاده از پارامتری با نام انرژی اتلافی پایدار شده پیش گویی می کند. در پروژه اخیر به کمک یک مدل ریاضی که در چارچوب مکانیک محیط های پیوسته به دست آمده و ترمومکانیکی کوپله است، به پیش بینی رفتار نمونه سیمی پرداخته شده و نتایج مدل با نتایج آزمایشگاهی مقایسه و صحت سنجی شده است. پس از اطمینان از صحت نتایج عددی، دیاگرام فازی وابسته به چرخه ارائه شده و به منظور فرمول بندی پارامترهای وابسته به چرخه در این دیاگرام و همین طور انرژی اتلافی پایدار شده به کار رفته و در نهایت به کمک فرمول انرژی اتلافی پایدار شده، قانونی برای پیش بینی عمر خستگی نمونه به دست آمده است. در این قانون، اثر تنش و فرکانس بارگذاری روی عمر خستگی به روشنی مشاهده شده است. از آنجا که آزمایش کششی- فشاری یکی از رایج-ترین، ساده ترین و کم دردسرترین آزمایش های ممکن در این زمینه است، نتایج آزمایشگاهی با استفاده از بارگذاری کششی نمونه تولید گشته است.
منابع مشابه
شبیه سازی رفتار ترمومکانیکی کامپوزیت شیشه اپوکسی شامل آلیاژ حافظه دار تحت بارگذاری استاتیکی
آلیاژهای حافظه‌دار نوعی خاص از مواد حافظه‌دار هستند که با افزایش دما می‌توانند تغییر شکل‌های بزرگ را بازیابی کرده و به شکل اولیه خود بازگردند. در این مطالعه شبیه‌سازی عددی رفتار ترمومکانیکی کامپوزیت‌های تقویت شده با آلیاژهای حافظه‌دار تحت بارگذاری استاتیکی و تک محوره، انجام شده است. با قرار دادن سیمهای حافظه‌دار درون کامپوزیت اولیه، رفتار مایکرومکانیکی کامپوزیت به‌صورت یک منحنی دوخطی مشاهده می...
متن کاملارزیابی مدل های رفتاری مناسب جهت شبیه سازی عددی آلیاژ حافظه دارشکلی نوین پایه مس
بیشتر مطالعات گذشته بر روی آلیاژهای حافظه دار شکلی، به یکی از پرکاربردترین نوع این آلیاژها با نام نیکل تیتانیوم Ni-Ti مربوط میشوند. با این حال قیمت بالا و رفتار پیچیده ی این آلیاژ به دلیل وابستگی بسیار زیاد به نرخ کرنش، محققین بسیاری را به سوی تولید آلیاژهای جایگزین سوق داده است. مقاله حاضر ضمن ارزیابی خواص آلیاژ نوین پایه مس Cu-Al-Mn که توسط یکی از محققین ژاپنی به نام اراکی معرفی گردیده، قابل...
متن کاملبررسی رفتار خوردگی آلیاژ حافظه دار نیکل- تیتانیم در محیط های فیزیولوژیکی شبیه سازی شده با بدن برای کاربردهای پزشکی
امروزه آلیاژهای حافظه دار نیکل- تیتانیم به دلیل برخورداری از ویژگی هایی نظیر زیست سازگاری بسیار خوب، مقاومت به خوردگی بالا، رفتار ابرکشسان و حافظه داری، در صنعت پزشکی بسیار مورد توجه اند. در آلیاژهای نیکل- تیتانیم لایه سطحی غیرفعال اکسید تیتانیم از آزاد شدن نیکل به محیط جلوگیری می کند، با این حال وجود درصد بالای نیکل در این آلیاژها و حالت پایداری لایه سطحی غیرفعال موضوعی است که نظر محققان را به...
متن کاملبررسی تجربی رفتارهای آلیاژ حافظه دار فرومغناطیس
در این پروژه رفتارهای آلیاژ حافظه دار فرومغناطیسی نیکل- منگنز-گالیم به صورت تجربی مورد بررسی قرار گرفته است. برای این منظور دو تجهیز جانبی (تجهیز اعمال میدان مغناطیسی ثابت و تجهیز اعمال تنش فشاری ثابت) طراحی و ساخته شده است. نمونه تک کریستال نیکل- منگنز-گالیم با ساختار 5m تحت بارگذاری های شبه استاتیکی قرار گرفت. یک دسته از آزمایش هایی که انجام شده است، به منظور بررسی رفتار تنش-کرنش آلیاژ در مید...
شبیه سازی رفتار ترمومکانیکی کامپوزیت شیشه اپوکسی شامل آلیاژ حافظه دار تحت بارگذاری استاتیکی
آلیاژهای حافظه دار نوعی خاص از مواد حافظه دار هستند که با افزایش دما می توانند تغییر شکل های بزرگ را بازیابی کرده و به شکل اولیه خود بازگردند. در این مطالعه شبیه سازی عددی رفتار ترمومکانیکی کامپوزیت های تقویت شده با آلیاژهای حافظه دار تحت بارگذاری استاتیکی و تک محوره، انجام شده است. با قرار دادن سیم های حافظه دار درون کامپوزیت اولیه، رفتار مایکرومکانیکی کامپوزیت به صورت یک منحنی دوخطی مشاهده می...
متن کاملمنابع من
با ذخیره ی این منبع در منابع من، دسترسی به آن را برای استفاده های بعدی آسان تر کنید
ذخیره در منابع من قبلا به منابع من ذحیره شده{@ msg_add @}
نوع سند: پایان نامه
وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی اصفهان - دانشکده مهندسی مکانیک
میزبانی شده توسط پلتفرم ابری doprax.com
copyright © 2015-2023