بررسی تجربی و عددی رشد ترک خستگی در آلیاژ تیتانیوم Ti-6Al-4V در حضور تنش‌های پسماند کششی

نویسندگان

1 دانشگاه صنعتی امیرکبیر، دانشکده مهندسی مکانیک

2 دانشگاه صنعتی امیرکبیر، دانشکده مهندسی مکانیک

3 دانشگاه صنعتی امیرکبیر، دانشکده مهندسی مکانیک

doi
10.22060/mej.2023.22012.7556
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.