مطالعه رفتار خستگی فولاد آ.آی.اِس.آی 1045 با استفاده از دستگاه آزمایش خستگی فراصوتی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 کاشان بلوار قطب راوند دانشگاه کاشان

2 دانشگاه کاشان

چکیده

در استفاده از فلزات با توجه به پیشرفت‌های صورت گرفته، توجه به مساله خستگی امری ضروری می‌باشد. در دو دهه اخیر شاخه جدیدی در عمر خستگی به نام خستگی در چرخه خیلی زیاد مورد توجه محققان قرار گرفته است که دسترسی به( 107 به بالا) در عمل با استفاده از دستگاه‌های آزمایش امروزی به دلیل فرکانس‌های پایین آنها زمان‌بر و پر این تعداد چرخه ) 107 چرخه گزارش شده است. بررسی خواص خستگی هزینه می‌باشد. از طرفی برای بسیاری از مواد، شکست خستگی بعد از در چرخه خیلی زیاد، مساله ای قابل توجه برای حصول اطمینان از عمر زیاد و قابل اطمینان ماشین آلات با توجه به مطالبات رو به رشد صنعتی می‌باشد. برای دستیابی به این تعداد چرخه از دستگاه آزمایش تست خستگی با فرکانس کاری در حدود 20000 هرتز استفاده می‌شود که با توجه به فرکانس بالا، کاهش زمان و دستیابی به چرخه های بالا از مزیای این دستگاه می‌باشد. لذا در این مقاله به عنوان کاری جدید در کشور، به طراحی و ساخت دستگاهی با روش فرا صوتی و سپس مطالعه رفتار خستگی نمونه‌های فولادی پرداخته می‌شود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Study the Fatigue Behavior of AISI 1045 Steel Using Ultrasonic Fatigue Test Machine

نویسنده [English]

  • S. Amini 1
چکیده [English]

Fatigue is essential in the use of metals in view of the progress made. In the last two decades, a new branch in the life cycle of fatigue called very high cycle fatigue has received much attention from researchers, with access to this number of cycles (107 and above) in practice using modern test devices due to its low frequencies. are time consuming and costly. On the other hand, for many materials, fatigue failure after 107 cycles has been reported. Investigating fatigue properties over a very long cycle is a significant issue in ensuring the longevity and reliability of machinery in light of growing industrial demands. To achieve such a number of cycles, a fatigue test machine with a working frequency of about 20,000 Hz is used, which due to its high frequency, time reduction and achieving high cycle is an advantage of this machine. Therefore, in this article, as a new work in the iran, we design and manufacture an ultrasonic device and then study the fatigue behavior of steel specimens

کلیدواژه‌ها [English]

  • Fatigue
  • Very high cycle
  • Piezoelectric
  • Ultrasonic
  • AISI 1045 steel

مراجع

[1] C. Bathias, Paris, P.C., Gigacycle Fatigue in Mechanical Practice, Marcel Dekker, 2004.
[2] C. Bathias, Pineau, A., Fatigue of materials and structures. in Great Britain and the United States, Ltd and John Wiley & Sons, Inc.
[3] T. Nicholas, high cycle fatigue a mechanics of material respective, Elsevier Ltd., 2006.
[4] A.S. Mohagheghian N, Rotary vibration tool in Ultrasonic vibration-assisted turning process, Modares Mechanical Engineering, 14(1) 51-58.(in Persian)
[5] E. Hakimi, S. Amini, M. Aghaei, Investigation of Built- up edge in rotary vibration-assisted turning of aluminum 7075, Modares Mechanical Engineering, 15(20) (2016) 223-227. (in Persian)
[6] H. Mayer, Fatigue crack growth and threshold measurements at very high frequencies, International Materials Reviews, 44(1) (1999) 1-34.
[7] W.P. Manson, Piezoelectric Crystals and their Application in Ultrasonics, New York: Van Nostrand, 1956.
[8] Bathias, There is no infinite fatigue life in metallic materials, Fatigue & Fracture of Engineering Materials & Structures, 22(7) (1999) 559-565.
[9] R. Ebara, The present  situation  and  future  problems in ultrasonic fatigue testing – Mainly reviewed on environmental effects and materials’ screening, International Journal of Fatigue, 28(11) (2006) 1465-1470.
[10]   B. Pyttel, D. Schwerdt, C. Berger, Very high cycle fatigue – Is there a fatigue limit?, International Journal of Fatigue, 33(1) (2011) 49-58.
[11] D. Wagner, F.J. Cavalieri, C. Bathias, N. Ranc, Ultrasonic fatigue tests at high temperature on an austenitic steel, Propulsion and Power Research, 1(1) (2012) 29-35.
[12]   S. Heinz, F. Balle, G. Wagner, D. Eifler, Analysis of fatigue properties and failure mechanisms of Ti6Al4V  in the very high cycle fatigue regime using ultrasonic technology and 3D laser scanning vibrometry, Ultrasonics, 53(8) (2013) 1433-1440.
[13]  S.  Stanzl-Tschegg,  Very   high  cycle  fatigue measuring techniques, International Journal of Fatigue, 60 (2014) 2-17.
[14]   W. Peng, Y. Zhang, B. Qiu, H. Xue, A Brief Review  of the Application and Problems in Ultrasonic Fatigue Testing, AASRI Procedia, 2 (2012) 127-133.
[15]  A.R. Shahani, I. Shakeri, H. Moayeri Kashani, Fatigue life estimation of bolts in flanges of a reinforced cylindrical shell, Modares Mechanical Engineering, 14(13) (2015) 201-208. (in Persian)
[16] A. Zabett, R. Irankhah, -. -, E. Zohourvahid Karimi, M. Hashemi, Fatigue Life of Forged, Hardened and Tempered Carbon Steel with and, in, 2007.
[17] Y. Hu, Z. Yao, Overlapping rate effect on laser shock processing of 1045 steel by small spots with Nd:YAG pulsed laser, Surface and Coatings Technology, 202(8) (2008) 1517-1525.
 
نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر
دوره 51، شماره 5
آذر و دی 1398
صفحه 1017-1024

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار