پیوندهای مفید
آمار
| تعداد نشریات | 7 |
| تعداد شماره‌ها | 399 |
| تعداد مقالات | 5,389 |
| تعداد مشاهده مقاله | 5,288,012 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 4,882,748 |
بررسی تجربی و عددی رشد ترک خستگی در آلیاژ تیتانیوم Ti-6Al-4V در حضور تنش‌های پسماند کششی | ||
| نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر | ||
| مقاله 6، دوره 55، شماره 4، تیر 1402، صفحه 543-554 اصل مقاله (1.08 M) | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22060/mej.2023.22012.7556 | ||
| نویسندگان | ||
| امیرمحمد زنگنه؛ ایرج ستاری فر* ؛ محمد نوقابی | ||
| دانشگاه صنعتی امیرکبیر، دانشکده مهندسی مکانیک | ||
| چکیده | ||
| رشد ترک خستگی از مکانیزم های شکست در سازه‌های مهندسی می‌باشد که با وجود حوزه‌ی تنش پسماند کششی تشدید می‌گردد. در این پژوهش، اثر تنش پسماند کششی در جلوی جبهه ترک بر روی رشد ترک خستگی مورد بررسی قرار گرفته‌است. تنش پسماند مکانیکی با استفاده از روش خمش چهار نقطه بر روی نمونه ها اعمال شده است و همچنین اندازه‌گیری تنش پسماند با استفاده از روش کرنش سنجی سوراخ انجام گرفته است. آزمون رشد ترک خستگی بر روی نمونه‌های خمشی با ترک لبه دارای تنش پسماند و بدون تنش پسماند صورت پذیرفته و تکرارپذیری آزمایش بررسی شده است. به منظور بررسی ناحیه پلاستیک نوک ترک، تنش پسماند اعمالی و بدست آوردن پارامتر‌های مکانیک شکست از نرم‌افزار تجاری آباکوس استفاده شده است. نتایج بررسی‌ها میزان افزایش نرخ رشد ترک خستگی در حضور تنش پسماند کششی را نشان می‌دهد. این افزایش نرخ رشد ترک خستگی تا 50 درصد می‌تواند عمر خستگی را کاهش دهد. | ||
| کلیدواژه‌ها | ||
| رشد ترک خستگی؛ تنش پسماند؛ آلیاژ تیتانیوم؛ انتگرال J | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| A Numerical and Experimental Study on Fatigue Crack Growth of Ti-6Al-4V Specimens in Presence of Tensile Residual Stresses | ||
| نویسندگان [English] | ||
| AmirMohammad Zangeneh؛ Iraj Sattarifar؛ Mohammad Noghabi | ||
| Department of Mechanical Engineering, Amirkabir University of Technology | ||
| چکیده [English] | ||
| Fatigue crack growth is one of the failure mechanisms in engineering structures, which is intensified by the presence of tensile residual stress. In this research, the effect of tensile residual stress in front of the crack front on fatigue crack growth has been investigated. The mechanical residual stress has been applied to the samples using the four-point bending method, and the residual stress has also been measured using the hole drilling method. Fatigue crack growth tests were performed on single edge notch bend samples with residual stress and without residual stress and the repeatability of the test was checked. To investigate the plastic area ahead of the crack tip, the applied residual stress, and obtain the fracture mechanics parameters, Abaqus commercial software has been used. The results of this study show the increase in the rate of fatigue crack growth in the presence of tensile residual stress. This increase in fatigue crack growth rate can reduce fatigue life up to 50%. | ||
| کلیدواژه‌ها [English] | ||
| Fatigue crack growth, residual stress, titanium alloy, J-integral | ||
|
سایر فایل های مرتبط با مقاله
|
||
| مراجع | ||
|
[1] G. Lütjering, J.C. Williams, Titanium, Springer Berlin Heidelberg, 2013. [2] N. Benachour, M. Benachour, A. Hadjoui, B. Mohamed, Effect of the amplitude loading on fatigue crack growth, Procedia Engineering, 2 (2010) 121-127. [3] R. Bucci, Effect of residual stress on fatigue crack growth rate measurement, in, ASTM International, 1981, pp. 28-47. [4] R.C. McClung, A literature survey on the stability and significance of residual stresses during fatigue, Fatigue & Fracture of Engineering Materials & Structures, 30(3) (2007) 173-205. [5] W.V. Vaidya, P. Staron, M. Horstmann, Fatigue crack propagation into the residual stress field along and perpendicular to laser beam butt-weld in aluminium alloy AA6056, Fatigue & Fracture of Engineering Materials & Structures, 35(5) (2012) 399-411. [6] S.J. Maddox, Fatigue Strength of Welded Structures, Woodhead Publishing, Limited, 2000. [7] P.J. Withers, Residual stress and its role in failure, Reports on Progress in Physics, 70(12) (2007) 2211. [8] Z. Barsoum, I. Barsoum, Residual stress effects on fatigue life of welded structures using LEFM, Engineering failure analysis, 16(1) (2009) 449-467. [9] D. Neto, M. Borges, F. Antunes, J. Jesus, Mechanisms of fatigue crack growth in Ti-6Al-4V alloy subjected to single overloads, Theoretical and Applied Fracture Mechanics, 114 (2021) 103024. [10] X. Luo, N. Dang, X. Wang, The effect of laser shock peening, shot peening and their combination on the microstructure and fatigue properties of Ti-6Al-4V titanium alloy, International Journal of Fatigue, 153 (2021) 106465. [11] H. Zhang, Z. Cai, J. Chi, R. Sun, Z. Che, H. Zhang, W. Guo, Fatigue crack growth in residual stress fields of laser shock peened Ti6Al4V titanium alloy, Journal of Alloys and Compounds, 887 (2021) 161427. [12] A.M. Sisan, The influence of prior thermal and mechanical loading on fracture, University of Bristol, 2005. [13] ISO12108. International Standard – Metallic material – Fatigue Testing – Fatigue crack growth method, in, ISO, Geneva, Switzerland 2018. [14] M. Noghabi, I. Sattari-far, H.H. Toudeshky, The study of redistribution in residual stresses during fatigue crack growth, Journal of Mechanical Engineering and Sciences, 15(4) (2021) 8565 - 8579. [15] J. Rice, A Path Integral and the Approximate Analysis of Strain Concentration by Notches and Cracks, Journal of Applied Mechanics, 35 (1968) 379-386. [16] J.A. Begley, J.D. Landes, The J integral as a fracture criterion, in, ASTM Standard, 1972. [17] K.B. Broberg, Crack-growth criteria and non-linear fracture mechanics, Journal of the Mechanics and Physics of Solids, 19(6) (1971) 407-418. [18] C.L. Chow, T.J. Lu, On the cyclic J-integral applied to fatigue cracking, International Journal of Fracture, 40(3) (1989) 53-59. [19] N. Dowling, J.A. Begley, Fatigue Crack Growth During Gross Plasticity and the J-Integral, ASTM special technical publications, (1976) 82-103. [20] M. Noghabi, I. Sattarifar, H. Hosseini Toudeshky, Estimation of Fatigue Life in Al alloy Specimens Using FEA, Mechanic of Advanced and Smart Materials, 1(1) (2021) 56-71. (in Persian). [21] Y. Lei, N. O'dowd, G. Webster, Fracture mechanics analysis of a crack in a residual stress field, International Journal of Fracture, 106(3) (2000) 195-216. | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 265 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 445 |
||
