صفحه اصلی فهرست مقالات مشخصات مقاله
نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر
شماره‌های پیشین نشریه
دوره دوره 52 (1399)
دوره دوره 51 (1398)
دوره دوره 50 (1397)
دوره دوره 49 (1396)
دوره دوره 48 (1395)
دوره دوره 47 (1394)
دوره دوره 46 (1393)
دوره دوره 45 (1392)
دوره دوره 44 (1391)
دوره دوره 43 (1390)
دوره دوره 42 (1389)
دوره دوره 41 (1388)
کتانچی, بابک, چوپانی, نقدعلی, خلیل علافی, جعفر, باغانی, مصطفی. (1397). بررسی رشد ترک خستگی در آلیاژ سوپرالاستیک نیکل-تیتانیوم با استفاده از روش انسجام تصویر دیجیتالی (DIC). نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر, 52(5), 51-60. doi: 10.22060/mej.2019.14153.5813
بابک کتانچی; نقدعلی چوپانی; جعفر خلیل علافی; مصطفی باغانی. "بررسی رشد ترک خستگی در آلیاژ سوپرالاستیک نیکل-تیتانیوم با استفاده از روش انسجام تصویر دیجیتالی (DIC)". نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر, 52, 5, 1397, 51-60. doi: 10.22060/mej.2019.14153.5813
کتانچی, بابک, چوپانی, نقدعلی, خلیل علافی, جعفر, باغانی, مصطفی. (1397). 'بررسی رشد ترک خستگی در آلیاژ سوپرالاستیک نیکل-تیتانیوم با استفاده از روش انسجام تصویر دیجیتالی (DIC)', نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر, 52(5), pp. 51-60. doi: 10.22060/mej.2019.14153.5813
کتانچی, بابک, چوپانی, نقدعلی, خلیل علافی, جعفر, باغانی, مصطفی. بررسی رشد ترک خستگی در آلیاژ سوپرالاستیک نیکل-تیتانیوم با استفاده از روش انسجام تصویر دیجیتالی (DIC). نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر, 1397; 52(5): 51-60. doi: 10.22060/mej.2019.14153.5813

بررسی رشد ترک خستگی در آلیاژ سوپرالاستیک نیکل-تیتانیوم با استفاده از روش انسجام تصویر دیجیتالی (DIC)

مقاله 6، دوره 52، شماره 5، مرداد 1399، صفحه 51-60  XML | اصل مقاله [English] اصل مقاله (951 K)
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 سال های اخیر، آلیاژهای حافظه‌دار مخصوصا آلیاژ نیکل- تیتانیوم، به عنوان گروهی از مواد هوشمند 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 نمونه-های سوپرالاستیک نیکل-تیتانیوم ( % 8/50 نیکل) به کمک روش انسجام تصویر دیجیتالی (DIC) مورد بررسی قرار گرفت. به طور خاص، نمونه‌های ترک لبه ای (SEC) تحت بارگذاری مکانیکی خستگی قرار گرفتند و اندازه طول ترک و همچنین میدان‌های جابجایی در نوک ترک نمونه‌ها به کمک تکنیک DIC 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 بین المللی ASTM E647-15 بدست آمدند. نتایج بدست آمده از تحلیل شکست نمونه‌های سوپر الاستیک نشان می دهند که با افزایش مقدار نسبت بار (R)، مقادیر ضریب شدت تنش آستانه خستگی کاهش پیدا می‌کنند. در مقاله حاضر، برای نسبت بار 05/0 R= در طی فرآیند رشد ترک، مقدار آستانه خستگی برابر با 〖∆K〗_th=17 MPa√m می‌باشد، در‌حالیکه مقدار ضریب شدت تنش، پیش از گسیختگی نهایی در حدود MPa√m 35 برآورد شد. همچنین، به عنوان روشی نوین در مشاهده پدیده تغییر فاز مارتنزیتی، تصاویر بدست آمده از تحلیل DIC، تشکیل مارتنزیت متاثر از تنش در نوک ترک نمونه ها را نشان دادند.
کلیدواژه‌ها
آلیاژهای حافظه دار نیکل-تیتانیوم؛ تغییر فاز مارتنزیتی؛ خستگی؛ نرخ رشد ترک؛ روش انسجام تصویر دیجیتالی
موضوعات
تحلیل خزش و خستگی؛ مکانیک شکست
عنوان مقاله [English]
Investigation of fatigue crack growth in superelastic NiTi alloy by using DIC 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, specially NiTi, as a group of smart materials, have received more attentions 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 DIC method. In particular, SEC specimens were subjected to fatigue mechanical loading, then the crack length and also displacement fields at the crack tip of specimens were measured by DIC 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 (R). In the present paper, for a load ratio of R=0.05, during the crack propagation, the fatigue threshold value is 〖∆K〗_th=17 MPa√m, while stress intensity factor is estimated about 35 MPa√m before the final failure. Also, as a new method in observation of the phase transformation, DIC pictures indicated the formation of stress induced martensite at the specimens crack tip.
کلیدواژه‌ها [English]
NiTi shape memory alloys, Martensitic phase transformation, Crack growth rate, Fatigue, Digital image correlation method
مراجع
آمار
تعداد مشاهده مقاله: 89
تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 277