پديد آورنده :
ستاري، محمد
عنوان :
مدل‌سازي سايش در آلياژهاي حافظهدار
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
طراحي كاربردي
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
صفحه شمار :
[هفت]، 127ص.: مصور، جدول، نمودار
استاد راهنما :
محمود كدخدايي، صالح اكبرزاده
استاد مشاور :
محسن اصفهانيان
توصيفگر ها :
آلياژ حافظهدار , نيكل- تيتانيوم , نايتينول , ترايبولوژي , دندانه‌گذاري , سايش , سايش دو-جسمي , سايش سه-جسمي , اصطكاك , آكوستيك
استاد داور :
محمدرضا فروزان، محمد سيلاني
تاريخ ورود اطلاعات :
1398/01/25
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1398/02/02
چكيده فارسي :
4 چکیده آلیاژهای حافظهدار بهعنوان مواد مقاوم در برابر سايش شناخته می شوند اين تحقیق در سه گروه ا صلی از مو ضوعات مربوط به مطالعهی رفتار سايشی اين آلیاژها تقسیمبندی شده است بر اين اساس در گروه اول رفتار سايشی آلیاژ حافظهدار نیکل تیتانیوم نايتینول در شرايط مختلف از قبیل بارهای عمودی ساايش دمای محیط مساافتهای لغزش زبری اولیهی ساطح پیشگرم کردن آلیاژ و تاريخچهی ساايش ا ا ا ا آلیاژ در برابر ديسک فوالدی باهدف استخراج يک مدل سايش ترمومکانیکی برای آلیاژهای حافظهدار بر اساس نتايج تجربی با استفاده از د ستگاه آزمون سايش پین روی دي سک مدنظر قرارگرفته ا ست در گروه دوم مطالعات برای اولین بار دو سازوکار سايش خرا شان دو جسمی و سه جسمی در آلیاژ حافظهدار نايتینول موردبررسی قرارگرفته است در گروه سوم نیز اولین تالش برای تحقیق بهمنظور شناخت رابطهی سايش و انتشار آکوستیک حین آن مربوط به آلیاژهای حافظهدار انجامگرفته است در بررسی رفتار سايشی آلیاژ حافظهدار نايتینول برای ارزيابی رفتار دندانهگذاری آن دستگاههای سختی سنجی میکرو و ماکرو با استفاده از دندانهی ويکرز و دستگاه نانودندانهگذاری با استفاده از دندانهی برکوويچ استفاده شده است برای ارزيابی نتايج روش دندانهگذاری از روش اولیور و فار ا ستفاده شده ا ست د ستگاه آزمون ک شش نیز برای ا ستخراج پارامترهای موردنیاز اين آلیاژ ا ستفاده شده ا ست همچنین برای ت شخیص زبری سطح سیمهای نايتینول از يک پروفیل سنج و يک میکرو سکوپ نیروی اتمی ا ستفاده شده ا ست از فوالد ضدزنگ 0802 1 DIN بعد از عملیات حرارتی برای رسیدن به سختی مطلوب برای ساخت ديسک استفاده شده است برای اندازهگیری شدت و بسامد صوت ناشی از سايش از يک صوتسنج شرکت B K و گوشی موبايل سامسونگ استفادهشده است با بررسی رفتار نايتینول تحت دندانهگذاری مشاهده شد که سختی تقريبا مستقل از بار عمودی در دندانهگذاری است سختی در محدودهی دمای ا ستحاله با افزايش دما افزايش میيابد همچنین با آزمونهای سايش روی نايتینول م شاهده شد که ضريب ا صطکاک حالت پايدار سايش مستقل از بار عمودی سايش زبری اولیه سطح سابقه سايش روند پیشگرم شدن و دمای محیط است و مقدار آن تقريبا برابر با 6 0 بود با افزايش بار عمودی سرعت سايش نیز افزايش میيابد اما با افزايش دما میزان سايش کاهش میيابد با تغییر سايش سه ج سمی به سايش دو جسمی که با حذف ذرات سايش از مسیر سايش تحقق میيابد ضريب اصطکاک میزان سايش و انتشار آکوستیک به شدت کاهش میيابد و سايش از حالت شديد به حالت ماليم تغییر میکند ضريب ا صطکاک در سايش دو ج سمی نايتینول در برابر دي سک فوالدی بین 1 0 و 3 0 بود درحالیکه ضااريب اصااطکاک در سااايش سااه جساامی مربوط به همان آلیاژ بین 5 0 و 8 0 تغییر میکرد اثر سطحی بجای مانده از سايش دو ج سمی ن سبت به اثر سايش سه ج سمی ب سیار ماليمتر بود در تحلیل آکو ستیک سايش نايتینول نیز مالحظه گرديد که با افزايش فاصله از منبع صدا شدت صدا و درصد شدت صدای غالب افزايش میيابد با افزايش بار شدت صدا در هر دو نوع سايش دو ج سمی و سه ج سمی افزايش میيابد با افزايش بار در سايش دو ج سمی در صد شدت صدا غالب کاهش میيابد شدت سايش سه جسمی در مقايسه با حالت دو جسمی نوسانات بسیار بیشتری دارد و فرکانس سايش دو جسمی بسیار باالتر از فرکانس سايش سه جسمی است و مقدار آن با افزايش بار کاهش می يابد مدل ارائهشااادهی ترمومکانیکی ساااايش برای آلیاژهای حافظهدار امکان پیشبینی رفتار ساااايش اين آلیاژها در دماهای مختلف و بارهای عمودی مختلف سايشی را بوجود میآورد اين مدل بر اساس بهبود رابطه ی آرچارد و اقرودن پارامترهای مربوط به رفتار ابرکشسان در آن و همچنین صحت سنجی اين رابطه در شرايط مختلف ا ست جهت ا ستفاده از اين مدل صرفا نیاز به انجام دو آزمون ک شش دو آزمون دندانه گذاری و يک آزمون سااايش اولیه اساات تا بتوان از آن برای پیشاابینی سااايش ساایم آلیاژ حافظه دار اسااتفاده کرد از س اوی ديگر مقاومت اين آلیاژها در برابر سايش را میتوان با تغییر سازوکار سايش از حالت سه جسمی به دو جسمی دوچندان کرد در اين شرايط با ا ستفاده از تکنیک انت شار آکو ستیک اين امکان فراهم می شود تا و ضعیت سايش بدون توقف سی ستم قبل از ر سیدن به شرايط بحرانی موردبررسی قرار گیرد کلمات کلیدی آلیاژ حافظهدار نیکل تیتانیوم نايتینول ترايبولوژی دندانهگذاری سايش سايش دو جسمی سايش سه جسمی اصطکاک آکوستیک
چكيده انگليسي :
125 Modeling of Wear in Shape Memory Alloys Mohammad SATTARI Mohammad sattari@me iut ac ir Date of Submission January 2019 Department of Mechanical Engineering Isfahan University of Technology Isfahan 84156 83111 Iran Degree M Sc Language FarsiSupervisors Mahmoud Kadkhodaei Prof kadkhodaei@cc iut ac ir Saleh Akbarzadeh Assoc Prof s akbarzadeh@cc iut ac irAbstract Shape memory alloys are known as intrinsic wear resistant materials This research was devidedin three main groups of subjects related to study of wear behaviour of these alloys Thus the wearbehavior of superelastic nickel titanium Nitinol shape memory alloy was evaluated in differentconditions such as normal loads ambient temperatures sliding distances initial surface roughness surface preheating and history of wearing process against a steel disk with the aim of extracting athermomechanical wear model for shape memory alloys based on experimental results using pin on disk wear testing device In the second group of studies two mechanisms of two body and three body abrasive wear on the Nitinol shape memory alloy were examined For the first time this attemptfocuses on this phenomenon in these alloys In the third group the first attempt of research was doneto get acquainted with the relation of acoustic and wear in shape memory alloys In the study of the wear behavior of Nitinol shape memory alloy for the evaluation of indentationbehaviour micro and macro hardness devices using Vickers indetor and nanoindentation deviceusing Barkovich dentator were used Oliver and Pharr method was used to evaluate the results of theindentation method The tensile test device was also used to extract the required parameters of thisalloy A Stylus Profilometer and Atomic Force Microscopy were used to detect surface roughness ofNitinol wires DIN 1 2080 cold work steel was used after thermal treatment to achieve the desiredhardness for making the disc To test the acoustic emission a B K sound meter and Samsungcellphone were used While investigating of Nitinol wear it was observed that the hardness was roughly independentof indentation load Hardness increased with increasing temperature The friction coefficient of thestable state of wear was independent from the vertical wear load initial roughness of the surface history of wear the preheating process ambient temperature and was approximately equal to 0 6 With increasing normal load wear rate also increased and as the temperature rised the wear ratedecreased By transforming the three body wear to the two body wear which is available byremoving the wear particles from wear path the coefficient of friction the wear rate and acousticemmition dropped sharply and the wear mechanism changed from severe to mild The coefficient offriction in the two body wear of Nitinol against the steel disk was between 0 1 and 0 3 while thecoefficient of friction in the three body wear related to the same materials was between 0 5 and 0 8 The visual effect of the two body wear on the second body was much milder compared to the effectof the three body wear on the second body By the distance from the source of sound the soundintensity and percentage of the predominant sound intensity increased As the load increases theintensity of the sound increases both in the two body and the three body wear With increasing theload in two body wear percentage of the predominant sound intensity was declined The three body
استاد راهنما :
محمود كدخدايي، صالح اكبرزاده
استاد مشاور :
محسن اصفهانيان
استاد داور :
محمدرضا فروزان، محمد سيلاني
