30127

شبيه سازي اثر پارامترها در فرآيند استحكامدهي سطحي به روش التراسونيك شات پينينگ

كارشناسي ارشد

مهندسي مكانيك -گرايش ساخت وتوليد

1399

1402/6/27

دكتر رضوان عابديني

مكانيك

عمليات تكميلي سطحي ازجمله عملياتي است كه با هزينه كم و در زماني كوتاه باعث پيشگيري از خرابي¬هاي زيان‌بار زيادي مي‌شود. اين امر با تغيير خواص شيميايي يا فيزيكي سطوح تا عمقي اندك توسط اين نوع از عمليات محقق مي‌شود. يكي از اين عمليات پركاربرد و ارزان‌قيمت در صنعت، فرآيند ساچمه¬زني با استفاده از ساچمه¬هاي پرتاب‌شده به‌وسيله ارتعاشات فراصوت است. در پژوهش كنوني با هدف پيش بيني رفتار ماده در برابر عمليات التراسونيك شات پينينگ به روش شبيه‌سازي اجزاء محدود، اثرات فرآيند ساچمه¬زني فراصوت بر روي سطح يك قطعه بررسي‌شده است. سه متغير مهم در اين فرآيند عبارت‌اند از: سرعت ساچمه، زاويه برخورد و قطر (جرم) ساچمه. تمامي سه متغير مذكور بر تنش¬هاي پسماند ايجادشده در سطح و عمق قطعه شبيه‌سازي و بررسي‌شده¬اند. صحت‌سنجي با يك نمونه كار عملي از قطعه كار ساچمه زده‌شده به روش فراصوت مقايسه شد و شبيه¬سازي¬هاي عددي در نرم¬افزار المان محدود آباكوس انجام شدند. درنهايت مشاهده شد كه بهترين زاويه برخورد 90 درجه است اما قطر ساچمه و سرعت برخورد ساچمه¬ها در شرايط مختلف و بسته به نيازهاي مختلف مي¬تواند تأثيري مطلوب يا نامطلوب از خود نشان دهند. همچنين پروفيل سختي و نمودار تنش پسماند در سطح و عمق قطعه مشابه نتايج آزمون‌هاي تجربي تحقيقات قابل مشاهده است.

1402/09/07

Simulating the effect of parameters in the process of surface strengthening by ultrasonic shot peening

9/17/2024 12:00:00 AM

Surface treatment operations are one of the processes that prevent many harmful failures at a low cost and in a short time. This is achieved by changing the chemical or physical properties of the surfaces to a small depth in this type of operation. One of these widely used and inexpensive operations in the industry is the shot peening process using ultrasonic vibrations. In the current research, the effects of the ultrasonic shot peening process on the surface of a piece have been investigated. Three important variables in this process are shots speed, impact angle, and diameter (mass) of the shots. All three mentioned variables have been simulated and investigated on the residual stresses created on the surface and depth of the part. Validation was compared with a practical work sample of shot blasted workpiece by ultrasonic method and numerical simulations were performed in Abaqus finite element software. Finally, it was observed that the best angle of impact is 90 degrees, but the diameter of the shots and the impact speed of the shots can have a favorable or unfavorable effect in different conditions and depending on different needs.

ساچمه زني فراصوتي , شبيه سازي اجزاي محدود فرايند ساچمه زني فراصوتي , بهبود كيفيت سطح , عمليات سطحي

Ultrasonic shot peening , Shot peening , USP , Surface treatment , Increase surface integrity and hardness

amirhomayoon bayatmokhtari

Dr. Rezvan Abedini