13414

13414

بررسي رفتار خستگي نمونههاي آلومينيومي حاصل از فرآيند اكستروژن مستقيم با كانالهاي همسان

كارشناسي ارشد

مكانيك - طراحي كاربردي

اسفند 1392

اسفند 1392

دكتر فرامرز جوانرودي - دكتر محمد رياحي

چكيده يكي از مباحث نوين در بخش شكل‌دهي فلزات، تغيير شكل پلاستيك شديد مي‌باشد كه درآن با اعمال كرنش پلاستيك شديد به نمونه، سعي در بهبود خواص مكانيكي فلز مي‌شود. در اين پايان نامه به يكي از روش‌هاي تغيير شكل پلاستيك شديد يعني فرآيند اكستروژن مستقيم با كانال¬هاي همسان (ECFE)پرداخته شده است. اين فرآيند براي ايجاد ساختار فوق ريزدانه در نمونه¬هاي با سطح مقطع مستطيلي طراحي شده ‌است. در اين فرآيند يك نمونه به صورت پي‌در‌پي در يك قالب اكستروژن، اكسترود شده است. در اين تحقيق پس از طراحي قالب، نمونه¬هاي آلومينيوم تجاري خالص از آن عبور داده شد. نمونه¬ها تا شش پاس بدون ترك تحت فرآيندECFE قرار گرفتند به طوري كه در پاس‌هاي بالاتر ترك‌هاي ريزي در نمونه ايجاد ‌شدند. در طول هر پاس از اين فرآيند، كرنش پلاستيك معادل 15/1 به نمونه اعمال شد. خواص مكانيكي مثل تست كشش و تست سختي بعد از اعمال فرآيند بر روي نمونه‌ها انجام شد. كه بعد از آن مشخص شد، خواص مكانيكي اعم از استحكام كششي و سختي به مقدار قابل توجهي افزايش، در حالي كه قابليت شكل‌پذيري نمونه‌ها‌ كاهش يافته است. اين نكته قابل توجه است كه مدول الاستيسيته نمونه¬ها در پاس¬هاي مختلف ثابت مي¬ماند. نمودار خستگي (S-N) نمونه¬هاي پاس اول و ششم با حالت آنيل كه از تست خمشي - دوراني بدست آمده، مقايسه شد و نتايج نشان داد كه حد دوام نمونه ها 2/2 برابر حالت آنيل شده مي¬باشد. و همچنين نتايج شبيه سازي فرآيند شكل‌دهي ECFE در محيط نرم افزار اجزاء محدود DEFORM اين مطلب را نشان مي¬دهد كه كرنش در وسط نمونه مينيمم و در لبه¬ها ماكزيمم است. تاثير اصطكاك بر نيروي لازم جهت تغيير شكل در طول فرآيند، مورد بررسي قرار گرفت و توزيع كرنش ايجاد شده در نمونه طي دو فرآيند ECFE و اكستروژن پيچشي با هم مقايسه گرديدند. در نهايت روابط تئوري حاكم بر اين فرآيند نيز استخراج و با روش اجزاي محدود و آزمايشگاهي مقايسه گرديد. واژه‌هاي كليدي:اكستروژن ، آلومينيوم، خستگي، كرنش