مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

تخمین عمر خستگی و مسیر رشد ترک در آزمایش خمش چهار نقطه ای اتصال جوش اصطکاکی اغتشاشی مس و آلومینیم 7075-T6

نویسندگان
1 عضو هیأت علمی/دانشگاه تبریز
2 دانشگاه تبریز
چکیده
در این مقاله مسیر رشد ترک در آزمایش خمش چهار نقطه ای اتصال جوش اصطکاکی اغتشاشی مس و آلومینیم 6T-7075 پیش بینی شده و سپس عمر خستگی این اتصال به روش عددی و تجربی تخمین زده می شود. برای این منظور آزمایش خمش چهار نقطه ای و نیز آزمایش خستگی بر روی نمونه های جوشکاری شده انجام گرفته و نتایج مربوط به زاویه انتشار ترک و عمر خستگی هر نمونه استخراج شده است. همچنین با استفاده از معیارهای تنش مماسی بیشینه و KII)min) زاویه انتشار ترک پیش بینی شده و نیز با استفاده از رابطه نرخ رشد ترک بر حسب ضریب شدت تنش پاریس، عمر ترک خستگی تخمین زده شده است. جهت تعیین خواص مکانیکی نواحی مختلف اتصال جوش اصطکاکی اغتشاشی، مفهوم مواد تابعی مدرج بکار گرفته شده است. بدین منظور، خواص مکانیکی ناحیه جوش از جمله مدول الاستیسیته و نسبت پواسون، به صورت توابعی خطی از موقعیت نقاط ناحیه جوش در نظر گرفته شده اند. طبق نتایج بدست آمده در حالتی که شیار اولیه به ماده با چقرمگی بالاتر (مس) نزدیکتر باشد، زاویه انتشار ترک کوچکتر خواهد بود. مقایسه نتایج نشان دهنده تطابق مناسبی بین داده های تجربی و عددی می باشد.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Fatigue lifetime and crack path prediction in four-point bending test of friction stir Cu-7075-T6 Aluminum alloy welded joints

نویسندگان English

Soran Hasanifard 1
Amir Parghazeh 2
چکیده English

In this investigation, kinked crack path of friction stir Cu-Al7075-T6 alloy welded joints in four-point bending test conditions has been studied as well as the fatigue lifetime of the welded joints, numerically and experimentally. To do so, four-point bending and fatigue tests of welded specimens have been carried out and the experimental fatigue test data and the kinked crack angles in bending tests have been extracted. Maximum Tangential Stress (MTS) and (KII)min criteria have been used for estimating the kinked crack angles, and Paris law has been applied to predict fatigue crack propagation life of the welded specimens. Functionally graded materials concept has been employed for determining mechanical properties of different regions of welded joints. To do so, the mechanical properties of the weld region such as Young's Modulus and Poisson's ratio have been considered to be linear functions of the positions of the weld region points. It has been shown that, when the original notch is close to the material with the higher fracture toughness (Copper), the kinked crack angle becomes smaller. The results show good agreement between the experimental data and numerical estimations.

کلیدواژه‌ها English

Friction Stir Welding
Fracture mechanics
Crack path prediction
Four-point bending test
fatigue test