توصيفگر ها :
جوشكاري اصطكاكي- اغتشاشي , كامپوزيت پلي پروپيلن , الياف شيشه , استحكام كششي- برشي , روش تاگوچي , آناليز واريانس
چكيده فارسي :
چكيده
كاربرد الفين هاي ترموپلاستيك مانند پلي پروپيلن در سال هاي اخير به علت قابليت بازيافت مجدد، چگالي پايين، مقاومت در برابر تغييرات شيميايي و هزينه خريد پايين در كامپوزيت هاي زمينه پليمري افزايش پيدا كرده است. از انواع الياف تقويت كننده كه براي كامپوزيت هاي زمينه پليمري بكار برده مي شوند مي توان به شيشه، كربن و آراميد اشاره كرد. كامپوزيت هاي زمينه پليمري به علت اينكه از مزاياي بسياري مانند مقاومت در برابر خردگي، خواص مكانيكي مناسب و هزينه ساخت پايين برخوردار هستند به طور گسترده در صنايع مختلف و تكنولوژي مدرن بكار برده مي شوند. فرآيند جوشكاري اصطكاكي اغتشاشي يكي از روش هاي نوين جوشكاري حالت جامد است كه در سال هاي اخير پيشرفت هاي قابل توجهي در آن صورت گرفته است. در اين پايان نامه از اين نوع جوشكاري پيشرفته براي اتصال لبه روي هم كامپوزيت پلي پروپيلن با 40% الياف شيشه استفاده شده است. در ابتدا كيفيت سطح جوش و استحكام كششي – برشي اتصال لبه روي هم ورق هاي با ضخامت mm 10 با استفاده از چهار نوع ابزار مختلف در سرعت هاي دوراني، خطي و زاويه كلگي گوناگون مورد بررسي قرار گرفت. استفاده از ابزار با استفاده از پين استوانه اي – مخروطي پيچي نتايج بهتري را از خود نشان داد. پس از يافتن بهترين هندسه ابزار كه يكي از پارامترهاي مهم فرآيند جوشكاري اصطكاكي اغتشاشي است به منظور كاهش تعداد آزمايشات و هزينه، اثر ساير پارامترها بر كيفيت سطح و استحكام كششي – برشي جوش به كمك روش تاگوچي مورد بررسي قرار گرفت نتايج تحقيق براي كامپوزيت پلي پروپيلن با 40% الياف شيشه نشان داد كه سرعت دوراني، سرعت خطي و زاويه كلگي به ترتيب بيشترين تاثير را بر سطح و استحكام كششي – برشي جوش لبه روي هم اين نوع كامپوزيت دارند. نتايج نشان داد كه مقدار بهينه براي استحكام كششي – برشي در سرعت rpm 1000، سرعت خطي mm/min 20 و زاويه كلگي degree 1 بدست آمد. سپس مقدار ماكزيمم استحكام كششي – برشي با انتخاب بهينه پارامترهاي فرآيند 08/ 5 MPa تخمين زده شد كه با مقدار واقعي آن كهMPa 90/4 بود 67/3% خطا داشت.
چكيده انگليسي :
Abstract
In recent years, application of thermoplastic olefins like polypropylene has increased in polymer matrix composites because of their recyclability, low density, resistance to chemical changes and low purchase price. Glass, and aramid can be referred as fibers which are used for polymer matrix composites. Polymer matrix composites have many advantages such as resistance to corrosion, appropriate mechanical properties, and low production cost; therefore, they are used in different industries and modern technologies. Friction stir welding process which has progressed considerably in recent years is one of the modern methods of solid-state welding. In this thesis, this advanced welding process has been applied to lap join polypropylene composite plates with 40 wt % glass fiber, Surface appearance and the lap joint shear-strength of the plates with 10 mm thickness were tested by using four different tools with various tool rotational speed, welding speed and tilt angle. Using a threaded cylindrical conical tool ended in better results. After finding the best tool geometry, which is an important parameter infriction stir welding, in order to reduce costs and the number of the experiments, the effect of other process parameters on surface appearance and lap-shear strength was examined through the Taguchi experimental design method. Results indicated that tool rotational speed, welding speed and tilt angle are significant factors affecting the surface appearance and lap joint shear strength of these composites respectively. The results also indicated that for maximum weld strength in polypropylene composite plates with 40 wit% glass fiber, the optimum values for rotational speed, welding speed and tilt angle are respectively 1000 rpm, 20 mm/min and 1 degree. The maximum weld shear strength obtained with optimum process parameters was predicted to be 5.08 MPa which had an error of 3.67% with the actual value of 4.90 MPa.
