19426

۱۹۴۲۶

استفاده از روش ترموگرافي به منظور تعيين ويژگي‌هاي شكست قطعات مكانيكي

كارشناسي ارشد

ماشين هاي ريلي

۱۳۹۷/۰۷/۰۴

دكتر پريسا حسيني تهراني

راه آهن

تمركز اصلي در اين پايان نامه محاسبه ميزان نيروي پيشران براي ترك‌هاي موجود در مواد الاستيك – پلاستيك به كمك آزمون ترموگرافي مي‌باشد. به دليل گسترش نواحي غير خطي نوك ترك در اين مواد، تئوري مكانيك شكست الاستيك خطي اعتبار خود را از دست مي‌دهد. مفهوم نيروهاي پيكربندي بر اساس تئوري پلاستيسيته افزايشي اين امكان را فراهم مي‌كند كه بتوان توصيفي واقعي از انرژي‌هاي موجود در نوك ترك داشته باشيم. جوانه زني و رشد ترك در اين مواد مي‌تواند همراه با ايجاد كرنش پلاستيك و اتلاف انرژي بصورت كار پلاستيك يا گرما در نزديكي نوك ترك گردد. با توجه به اين موضوع مي‌توان پيش بيني افزايش دماي قطعه در نزديكي نوك ترك كه محل تمركز تغيير فرم پلاستيك مي‌باشد را داشت. بر اين اساس مي‌توان فرضيه‌اي مطرح نمود كه با اندازه‌گيري گرماي تلف شده در هنگام رشد ترك به روش ترموگرافي، رابطه بين گرماي اندازه‌گيري شده در ناحيه پلاستيك و نيروي پيشران را مشخص كرد. به اين منظور مطابق استانداردهاي از پيش تعريف شده براي آزمايش جوانه زني و رشد ترك، قطعه‌اي انتخاب و كانتور تنش و تغييرات دماي سطح به واسطه تنش ايجاد شده به طور هم‌ زمان با استفاده از روش ترموگرافي براي قطعه مذكور اندازه‌گيري و محاسبه گرديد. علاوه بر اين با خطاي 12.8 درصد رابطه‌اي منطقي بين مقادير موجود براي فاكتور شدت تنش قطعه آزمايش و تغييرات دماي سطح قطعه بر حسب رشد ترك برقرار شده است. واژه‌هاي كليدي: نيروهاي پيكربندي، فاكتور شدت تنش، ترموگرافي

1397/07/09

Use of the thermographic method to determine the characteristics of mechanical parts failure

10/1/2018 12:00:00 AM

Abstract The main focus of this thesis is to calculate driving force for cracks in elastic-plastic materials by means of thermography test. Due to the expansion of the non-linear regions at the crack tip in these materials, the theory of Linear Elastic Fracture Mechanics loses its validity. The concept of configuration forces based on the incremental theory of plasticity allows us to have a realistic description of the energies available at the tip of the cracks. With this in mind, it can be predicted that near crack tip regions temperature can be increased due to change in plastic strain. Accordingly, one can assume that by measuring the heat dissipated during the growth of the crack by means of thermography test, the relationship between this heat and the driving force can be estimated. For this purpose, according to predefined standards for initiation and crack growth, a specimen has been selected. The stresses and surface temperature variations were measured and calculated using thermography method during the fracture test. In addition, the logical relationship between the values for the stress intensity factor of the test piece and the temperature variation has been developed based on the growth of the crack. Keywords: Configurational force, stress intensity factor, thermography