تعداد نشریات | 39 |
تعداد شمارهها | 1,116 |
تعداد مقالات | 8,124 |
تعداد مشاهده مقاله | 6,016,534 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 3,278,353 |
بررسی عددی تأثیر پارامترهای فرایند شاتپینینگ بر توزیع تنشهای پسماند با استفاده از مدل المان محدود سهبعدی تصادفی | ||
مکانیک هوافضا | ||
مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده، انتشار آنلاین از تاریخ 09 آبان 1402 اصل مقاله (1 M) | ||
نوع مقاله: مکانیک جامدات | ||
نویسندگان | ||
کامران رحمانی1؛ مجید علی طاولی* 2 | ||
1دانشجوی دکتری، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه گیلان، رشت، ایران | ||
2نویسنده مسئول: دانشیار، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه گیلان، رشت، ایران | ||
تاریخ دریافت: 26 مرداد 1402، تاریخ بازنگری: 06 شهریور 1402، تاریخ پذیرش: 18 مهر 1402 | ||
چکیده | ||
شاتپینینگ یک فرایند کار سرد است که برای افزایش عمر خستگی قطعات فلزی از طریق ایجاد تنش پسماند فشاری در سطح آنها بکار میرود. بررسی تجربی پارامترهای این فرایند بسیار مشکل و پرهزینه است؛ لذا معمولاً از روش المان محدود برای شبیهسازی و بررسی پارامترهای این فرایند استفاده میشود. بااینحال، اکثر مدلهای اجزای محدود موجود قادر به توصیف حرکت تصادفی و واقعی جریان شاتها نیستند و از نظر مدلسازی تعداد شاتها نیز محدودیت دارند؛ بنابراین در این تحقیق در مرحله اول یک مدل المان محدود از فرایند شاتپینینگ ارائه میگردد که قادر به شبیه-سازی حالت تصادفی و پر تعداد این فرایند است و در مرحله بعد توسط آن تأثیر پارامترهای مختلف این فرایند مانند اندازه، سرعت و زاویه پرتاب شاتها بر تنش پسماند بررسی میگردد. مطابق با نتایج بهدستآمده، مقادیر بهینه برای اندازه قطر شاتها برابر 5/1 میلیمتر، برای سرعت پرتاب شاتها برابر با 100 متر بر ثانیه و برای زاویه پرتاب شاتها برابر با 90 درجه حاصل گردید. همچنین افزایش قطر شاتها بیشترین و افزایش زاویه پرتاب شاتها کمترین تأثیر را در افزایش مقدار و عمق تنش پسماند داشتند. در ضمن پارامتر مهم "شدت شاتپینینگ" که معمولاً از طریق تجربی و توسط گیج آلمن اندازهگیری میشود، توسط این مدل و بهصورت عددی اندازهگیری گردید. نتایج بهدستآمده تطابق خوبی با نتایج تجربی حاصل از کار دیگر محققین داشت و لذا میتوان از اعتبار مدل ارائه شده اطمینان حاصل نمود. | ||
تازه های تحقیق | ||
| ||
کلیدواژهها | ||
شاتپینینگ؛ المان محدود تصادفی؛ تنش پسماند؛ منحنی اشباع؛ شدت شاتپینینگ | ||
مراجع | ||
[1] Al-Hassani S. Mechanical aspects of residual stress development in shot peening. Shot Peening. 1981;583##. [2] Al-Hassani S. The shot peening of metals―Mechanics and structures. SAE transactions. 1982:4513-25##. [3] MIC. Shot Peening Applications. 9th ed: Metal Improvement Company; 2005 2005##. [4] Almen JO, Black PH. Residual stresses and fatigue in metals. (No Title). 1963##. [5] Al-Obaid Y. Shot peening mechanics: experimental and theoretical analysis. Mechanics of Materials. 1995;19(2-3):251-60##. [6] Kobayashi M, Matsui T, Murakami Y. Mechanism of creation of compressive residual stress by shot peening. International Journal of Fatigue. 1998;20(5):351-7##. [7] Meguid S, Shagal G, Stranart J, Daly J. Three-dimensional dynamic finite element analysis of shot-peening induced residual stresses. Finite elements in analysis and design. 1999;31(3):179-91##. [8] Guagliano M. Relating Almen intensity to residual stresses induced by shot peening: a numerical approach. Journal of Materials Processing Technology. 2001;110(3):277-86##. [9] Schiffner K. Simulation of residual stresses by shot peening. Computers & structures. 1999;72(1-3):329-40##. [10] Deslaef D, Rouhaud E, Rasouli-Yazdi S, editors. 3D finite element models of shot peening processes. Materials science forum; 2000: Trans Tech Publ##. [11] Majzoobi G, Azizi R, Nia AA. A three-dimensional simulation of shot peening process using multiple shot impacts. Journal of Materials Processing Technology. 2005;164:1226-34##. [12] Edward AB, Heyns PS, Pietra F. Shot peening modeling and simulation for RCS assessment. Procedia Manufacturing. 2017;7:172-7##. [13] Hong T, Ooi J, Shaw B. A numerical study of the residual stress pattern from single shot impacting on a metallic component. Advances in Engineering software. 2008;39(9):743-56##. [14] Miao H, Larose S, Perron C, Lévesque M. On the potential applications of a 3D random finite element model for the simulation of shot peening. Advances in engineering software. 2009;40(10):1023-38##. [15] Miao H, Demers D, Larose S, Perron C, Lévesque M. Experimental study of shot peening and stress peen forming. Journal of Materials Processing Technology. 2010;210(15):2089-102##. [16] Miao H, Larose S, Perron C, Lévesque M. Numerical simulation of the stress peen forming process and experimental validation. Advances in Engineering Software. 2011;42(11):963-75##. [17] Xie L, Wang C, Wang L, Wang Z, Jiang C, Lu W, et al. Numerical analysis and experimental validation on residual stress distribution of titanium matrix composite after shot peening treatment. Mechanics of Materials. 2016;99:2-8##. [18] Ullah H, Ullah B, Rauf A, Muhammad R. Dynamic finite element analysis of shot peening process of 2618-T61 aluminium alloy. Scientia Iranica. 2019;26(3):1378-87##. [19] Liu H, Dong H, Tang J, Ding H, Shao W, Zhao J, et al. Numerical modeling and experimental verification of surface roughness of 12Cr2Ni4A alloy steel generated by shot peening. Surface and Coatings Technology. 2021;422:127538##. [20] Yuan H, You Z, Zhuo Y, Ye X, Zhu L, Yang W. Numerical and Experimental Study on Reasonable Coverage of Shot Peening on ZGMn13 High Manganese Steel. Frontiers in Materials. 2022;9:897718##. [21] Mousa H, Omari MA. Investigating the effect of shot peening parameters on the peened surface damage using FEA. Results in Engineering. 2023:101355##. [22] Mohamed GF, Soutis C, Hodzic A. Blast resistance and damage modelling of fibre metal laminates to blast loads. Applied Composite Materials. 2012;19:619-36##. | ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 16 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 8 |