مطالعه تجربي و شبيه‌سازي اجزاء محدود فرآيند اصطكاكي اغتشاشي

كارشناسي ارشد

چكيده يكي از مباحث مهم در مهندسي مكانيك و مواد بهبود خواص سطحي فلزات با به‌كارگيري روش‌هاي گوناگون ساخت كامپوزيت سطحي است. بدين منظور روش‌هاي گوناگون اصلاح خواص سطحي از قبيل رسوب الكتروفورتيك، اسپري پلاسما، كاشت يوني، ذوب ليزري، اكسيداسيون حرارتي، اكسيداسيون ميكرو قوس بكار گرفته مي‌شوند. در اين ميان فرآيند اصطكاكي اغتشاشي يك روش ساخت كامپوزيت سطحي مي‌باشد كه به علت سادگي، مصرف انرژي پايين، مساعد محيط‌زيست، قابل‌كنترل، بهبود خواص ساختاري و مكانيكي در مؤسسات صنعتي و تحقيقاتي مختلف مورد پژوهش قرار مي‌گيرد. در اين پايان‌نامه تبديل سطح فلز روي خالص به كامپوزيت سطحي به كمك ذرات تقويت‌كننده هيدروكسي آپاتيت با استفاده از فرآيند اصطكاكي اغتشاشي انجام شد. روي داراي خواص مكانيكي نسبتاً ضعيفي مي‌باشد كه كاربرد چنداني در صنعت به عنوان بخش اصلي قطعات مكانيكي ندارد اما اين فلز خواص زيست سازگاري، زيست تخريب پذيري و خوردگي بسيار مناسب داشته و به عنوان قسمت اصلي قطعات مهم در بيشتر صنايع پزشكي مورد استفاده قرار مي‌گيرد. پيچيدگي بيش از اندازه مكانيزم و تغيير شكل پلاستيك شديد موجود حين فرآيند اصطكاكي اغتشاشي توجه بسياري از محققان را به شبيه‌سازي اين فرآيند جلب كرده است. لذا شبيه‌سازي فرآيند جهت پيش‌بيني نتايجي كه طراحي آزمايش‌هاي عملي آن‌ها دشوار مي‌باشد مانند دما، تنش و كرنش مؤثر موجود در فرآيند انجام شد. به‌منظور صحت سنجي شبيه‌سازي انجام‌شده از سيستم مانيتورينگ دما حين انجام آزمايش عملي با پارامترهاي بدست آمده استفاده شد. همچنين به‌منظور مقايسه خواص بلوك‌هاي خام از جنس روي با خواص كامپوزيت ساخته شده از مشاهده ريزساختاري با استفاده از دستگاه‌هاي ميكروسكپ نوري، ميكروسكپ الكتروني روبشي و ميكروسكپ الكتروني روبشي نشر ميداني استفاده شد و نتايج نشان‌دهنده كاهش قابل توجه اندازه دانه‌ها و پراكندگي مناسب ذرات تقويت‌كننده نمونه كامپوزيت بود. سختي نمونه‌ها با استفاده از سختي سنجي ميكرو ويكرز مقايسه شد و از 50 HV تا حدود 70 HV افزايش يافت. همچنين خواص خوردگي نمونه‌ها نشان‌دهنده كاهش 9 ميلي‌متري سرعت خوردگي در سال براي كامپوزيت ساخته شده بود كه با استفاده از آزمون پولاريزاسيون مورد مقايسه قرار گرفت. واژه‌هاي كليدي: فرآيند اصطكاكي اغتشاشي، روش‌هاي ساخت كامپوزيت، كامپوزيت پايه فلزي

196595

دانشگاه علم و صنعت ايران

مكانيك ساخت و توليد

آقاي دكتر بهنام داودي