بررسی تجربی اثر شکل هندسی وصله‌های مسی جهت تعمیر قطعات تیتانیومی ترک‌دار به روش دیفیوژن

نوع مقاله : سایر مقالات

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری، مهندسی مکانیک، دانشگاه آزاد اسلامی واحد اراک، ایران

2 استادیار، مهندسی مکانیک،دانشگاه آزاد اسلامی واحد اراک، ایران

3 دانشیار، مهندسی مکانیک، دانشگاه آزاد اسلامی واحد همدان، ایران

چکیده

چکیده
اثر جهت‌گیری و شکل وصله درسازه های ترک‌دار بر رفتار مکانیکی اجزا و بهینه‌سازی فرآیند ساخت بسیار مهم است. در این تحقیق در راستای ترمیم قطعات ترک‌دار تیتانیومی درجه 2 با بررسی پارامترهای طول ترک (ترک‌های مرکزی 1 ،2 و 3 سانتی‌متر ) و نوع وصله از جنس مس (شکل های هندسی مستطیل، بیضی و شش‌ضلعی)، رفتار مکانیکی قطعات تحت بارهای شبه استاتیکی کششی مطالعه می شود. در این آزمایش اتصال وصله‌ها به ورق پایه تیتانیوم درجه2 به ابعاد 5/0×40×50 میلی‌متر مطابق با استانداردهای ASTM E 8/E 8M – 08 و ASME SA-370 بررسی می‌گردد. به‌عنوان یک ایده‌ی جدید وصله‌ها با روش دیفیوژن پیشرفته ( SPS ) در محدوده دمایی 850-820 درجه سانتی‌گراد و فشار 50-47 مگاپاسکال به ورق پایه متصل ‌می‌شوند و کاربردشان در صنایع هوافضا می-باشد. به‌منظور بررسی کیفیت محل اتصال قطعه‌های ترک‌دار وصله شده از میکروسکوپ الکترونی روبشی SEM) ) استفاده می‌شود. با مقایسه قطعات وصله شده تحت بارگذاری کشش استاتیکی می‌توان نتیجه گرفت افزایش طول ترک کاهش مقاومت قطعه را به دنبال خواهد داشت. از میان وصله‌های مطرح‌شده، وصله شش‌ضلعی به خاطر توزیع تنش بهتر نسبت به وصله‌های مستطیل و بیضی به ترتیب 0/534 و 0/691 درصد به طور میانگین در تمام طول ترک‌ها مقاومت بهتری را نشان می‌دهد.
کلمات کلیدی: اتصال دیفیوژن؛ وصله مسی؛ورق ترک‌دار؛ تیتانیوم

کلیدواژه‌ها

موضوعات


 [1] L. Doremus, et al, ( 2015).Influence of residual stresses on the fatigue crack growth from surface anomalies in a nickel-based superalloy. Mater. Sci. Eng. C: A,Volume 644, ,Pages234
[2] Nannan Lu,et al, (2020). Hot cracking behavior and mechanism of a third-generation Ni-based single-crystal superalloy during directed energy deposition,Additive Manufacturing,Volume 34,101228,ISSN 2214-8604
[3] Jordan Franks, Greg Wheatley, Pedram Zamani, Reza Masoudi Nejad, Wojciech Macek, Ricardo Branco, Farzaneh Samadi,(2022).Fatigue life improvement using low transformation temperature weld material with measurement of residual stress,Int. J. Fatigue,Volume 164, ,107137,ISSN 0142-1123
[4] Oudad W, et al, (2009) , Feaugas X Analysis of the plastic zone size ahead of repaired cracks with bonded composite patch of metallic aircraft structures, Comput Mater Sci ,6,950–4.
 [5] Dehghanpour, et al, (2021). Experimental and Numerical Investigation on Geometric Parameters of Aluminum Patches for Repairing Cracked Parts by Diffusion Method.  J. Solid Mech, 13(1), 54-67. doi: 10.22034/jsm.2020.1885686.1528
 [6] Prasilova, A, Vasek, A, J, E, M, (1998). Retarding effect of reinforcing fibers on early crack growth in fatigued notched laminate GLARE2. 5(3), 219-223.
[7] Sayyadi, A, (2001). Study of crack growth before and after repair of aluminum plates under oscilating loads using of finite element methods and experience. MSc Thesis, Amirkabir University of Technology, Department of mechanical ….
[8] Emamalizadeh, et al, (2015). Fatigue analyst and crack growth on GLARE
[9] Kumar ,et al, (2000). Optimum design of symmetric composite patch repair to centre cracked metallic sheet. 49(3), 285-292.
[10] K. Chandrappa et al (2020). Optimization of process parameter of diffusion bonding of Ti-Al and Ti-Cu, Volume 27, Part 2, 2020, Pages 1689-1695
[11]  Chun Li, et al, (2020). Diffusion bonding of Ti and Zr at ultra-low temperature via surface nano-crystallization treatment, . Mater. Sci. Eng. C: A,Volume 785, 139413, ISSN 0921-5093,
[12] Xiu-feng WANG,et al, ( 2006). Diffusion bonding of γ-TiAl alloy to Ti-6A1-4V alloy under hot pressure,Transactions of Nonferrous Metals Society of China,Volume 16, Issue 5,Page 1059-1063
 [13]Zhang, X.-P,et al, (1999).Investigation on diffusion bonding characteristics of SiC particulate reinforced aluminium metal matrix composites (Al/SiCp-MMC). 30(12), 1415-1421.
[14] "Diffusion Bonding". Welding Fundamentals and Processes. Vol. 06A. Materials Park, Ohio: ASM International. Handbook Committee, (2011). pp. 682–689. ISBN 978-0-87170-377-4OCLC 21034891
[15] Mahendran, G., Babu, S., Balasubramanian, V. J. J. o. M. E., & Performance. (2010). Analyzing the effect of diffusion bonding process parameters on bond characteristics of Mg-Al dissimilar joints. 19(5), 657-665.
[16] ASTM A370 / ASME SA-370,Standard Test Methods and Definitions forMechanical Testing of Steel Products1