پیوندهای مفید
آمار
| تعداد نشریات | 8 |
| تعداد شمارهها | 437 |
| تعداد مقالات | 5,650 |
| تعداد مشاهده مقاله | 7,675,244 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 6,336,089 |
بررسی رشد ترک خستگی در آلیاژ سوپرالاستیک نیکل-تیتانیوم با استفاده از روش انسجام تصویر دیجیتالی | ||
| نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر | ||
| مقاله 6، دوره 52، شماره 5، مرداد 1399، صفحه 1167-1178 اصل مقاله (2.17 M) | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22060/mej.2019.14153.5813 | ||
| نویسندگان | ||
| بابک کتانچی* 1؛ نقدعلی چوپانی2؛ جعفر خلیل علافی3؛ مصطفی باغانی4 | ||
| 1گروه مکانیک، دانشکده مکانیک، دانشگاه صنعتی سهند تبریز، تبریز، ایران | ||
| 2مهندسی مکانیک / دانشگاه صنعتی سهند تبریز | ||
| 3مرکز تحقیقات مواد پیشرفته، دانشکده مهندسی مواد، دانشگاه صنعتی سهند، تبریز، ایران | ||
| 4استادیار دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تهران | ||
| چکیده | ||
| در سالهای اخیر، آلیاژهای حافظهدار، بهویژه آلیاژ نیکل- تیتانیوم مورد توجه صنایع بسیاری قرار گرفتهاند. پدیده تغییر فاز مارتنزیتی در آلیاژهای حافظهدار، مهمترین عامل در بروز رفتار منحصر به فرد آنها میباشد. در این مقاله، تشکیل مارتنزیت متاثر از تنش در نوک ترک نمونههای سوپراالستیک نیکل-تیتانیوم ( % 50/8 نیکل) به کمک روش انسجام تصویر دیجیتالی مورد بررسی قرار گرفت. به طور خاص، نمونههای ترک لبهای تحت بارگذاری مکانیکی خستگی قرار گرفتند و اندازه طول ترک و همچنین میدانهای جابجایی در نوک ترک نمونهها به کمک تکنیک انسجام تصویر دیجیتالی اندازهگیری و محاسبه شدند. کنترل طول ترک در طی آزمایش خستگی، با استفاده از دوربینی با بزرگنمایی بالا انجام شد. در ادامه، ضرایب شدت تنش بر اساس استاندارد آ.اِس.تی.اِم ای647-15 بدست آمدند. نتایج بدست آمده از تحلیل شکست نمونهها نشان میدهند که با افزایش نسبت بار، مقادیر ضریب شدت تنش آستانه خستگی کاهش پیدا میکنند. در مقاله حاضر، برای نسبت بار 0/05 در طی فرآیند رشد ترک، مقدار آستانه خستگی برابر با 2/m1.MPa 17 2/m1.MPa 35 برآورد شد. همچنین، میباشد، در حالیکه مقدار ضریب شدت تنش، پیش از گسیختگی نهایی در حدود به عنوان روشی نوین در مشاهده پدیده تغییر فاز مارتنزیتی، تصاویر بدست آمده از تحلیل انسجام تصویر دیجیتالی، تشکیل مارتنزیت متاثر از تنش در نوک ترک نمونهها را نشان دادند. | ||
| کلیدواژهها | ||
| آلیاژهای حافظه دار نیکل-تیتانیوم؛ تغییر فاز مارتنزیتی؛ خستگی؛ نرخ رشد ترک؛ روش انسجام تصویر دیجیتالی | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| Investigation of Fatigue Crack Growth in Superelastic NiTi Alloy by Using Digital Image Correlation Method | ||
| نویسندگان [English] | ||
| Babak Katanchi1؛ NaghdAli Choupani2؛ Jafar Khalil-Allafi3؛ Mostafa Baghani4 | ||
| 1Mechanical faculty- Sahand university- Tabriz- Iran | ||
| 2Mechanical Engineering / Sahand University of Technology | ||
| 3Research Center for Advance Materials, Faculty of Materials Engineering, Sahand University of Technology, Tabriz, Iran | ||
| 4Assistant professor, School of mechanical engineering, University of Tehran | ||
| چکیده [English] | ||
| In recent years, shape memory alloys, especially NiTi, have received a great deal of attention in industrial applications. Martensitic phase transformation in shape memory alloys is the most important factor in their unique behavior. In this paper, the formation of stress-induced martensite phase in the crack tip of superelastic NiTi (50.8% Ni) samples was investigated by using the digital image correlation method. In particular, single edge cracked specimens were subjected to fatigue mechanical loading, then the crack length and also displacement fields at the crack tip of specimens were measured by the digital image correlation technique. Control of the crack length was performed using a high magnification camera during the fatigue test. In the following, stress intensity factors were calculated according to ASTM standard E647-15. Obtained results from the fracture analysis show that fatigue threshold values are decreased with increasing the load ratio. In the present paper, for a load ratio of 0.05, during the crack propagation, the fatigue threshold value is 17 MPa m1/2, while stress intensity factor is estimated about 35 MPa m1/2 before the final failure. Also, as a new method in observation of the phase transformation, digital image correlation pictures indicated the formation of stress-induced martensite at the specimen crack tip. | ||
| کلیدواژهها [English] | ||
| NiTi shape memory alloys, Martensitic phase transformation, Crack growth rate, Fatigue, Digital image correlation | ||
| مراجع | ||
S. Hazar, G. Anlas, Z. Moumni, Evaluation of transformation region around crack tip in shape memory alloys, International Journal of Fracture, 197(1)(2016)99-110.
G. Wang, A finite element analysis of evolution of stress–strain and martensite transformation in front of a notch in shape memory alloy NiTi, Materials Science and Engineering: A, 460(1) (2007) 383-391.
G. Wang, Effect of martensite transformation on fracture behavior of shape memory alloy NiTi in a notched specimen, International Journal of Fracture, 146(1)(2007) 93- 104.
T. Baxevanis, Y. Chemisky, D. Lagoudas, Finite element analysis of the plane strain crack-tip mechanical fields in pseudoelastic shape memory alloys, Smart Materials and Structures, 21(9) (2012) 094012.
A. McKelvey, R. Ritchie, Fatigue-crack propagation in Nitinol, a shape-memory and superelastic endovascular stent material, Journal of Biomedical Materials Research, 47(3) (1999) 301-308.
S. Robertson, Evolution of crack-tip transformation zones in superelastic Nitinol subjected to in situ fatigue: A fracture mechanics and synchrotron X-ray microdiffraction analysis, Acta Materialia, 55(18) (2007) 6198-6207.
S. Robertson, R. Ritchie, A fracture‐mechanics‐based approach to fracture control in biomedical devices manufactured from superelastic Nitinol tube, Journal of Biomedical Materials Research Part B: Applied Biomaterials, 84(1) (2008) 26-33.
S. Gollerthan, Direct physical evidence for the backtransformation of stress-induced martensite in the vicinity of cracks in pseudoelastic NiTi shape memory alloys, Acta materialia, 57(19) (2009) 5892-5897.
M. Daymond, Strain and texture evolution during mechanical loading of a crack tip in martensitic shapememory NiTi, Acta Materialia, 55(11) (2007) 3929-3942.
Y. You, Y. Zhang, Z. Moumni, G. Anlas, W. Zhang, Effect of the thermomechanical coupling on fatigue crack propagation in NiTi shape memory alloys, Materials Science and Engineering: A, 685(1) (2017) 50-56.
C. Maletta, E. Sgambitterra, F. Niccoli, Temperature dependent fracture properties of shape memory alloys: novel findings and a comprehensive model. Scientific reports, 6(1) (2016) 17.
| ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 960 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 1,622 |
||