ارزیابی آسیب فلزات تحت خستگی کمچرخه با استفاده از آنتروپی تولیدی ترمودینامیکی
نام عام مواد
[پایاننامه]
عنوان اصلي به زبان ديگر
Metal damage assessment in low-cycle fatigue based on thermodynamic entropy generation
نام نخستين پديدآور
/حسین سلیمی
وضعیت نشر و پخش و غیره
نام ناشر، پخش کننده و غيره
: مهندسی مکانیک
تاریخ نشرو بخش و غیره
، ۱۳۹۹
مشخصات ظاهری
نام خاص و کميت اثر
۱۷۳ص.
ساير جزييات
:
يادداشت کلی
متن يادداشت
زبان: فارسی
متن يادداشت
زبان چکیده: فارسی
یادداشتهای مربوط به نشر، بخش و غیره
متن يادداشت
چاپی - الکترونیکی
یادداشتهای مربوط به مشخصات ظاهری اثر
متن يادداشت
مصور، جدول، نمودار
یادداشتهای مربوط به پایان نامه ها
جزئيات پايان نامه و نوع درجه آن
دکتری
نظم درجات
مهندسی مکانیک- طراحی کاربردی
زمان اعطا مدرک
۱۳۹۹/۱۰/۰۱
کسي که مدرک را اعطا کرده
صنعتی سهند
یادداشتهای مربوط به خلاصه یا چکیده
متن يادداشت
در این مطالعه به بررسی خرابی خستگی فلزات با استفاده از آنتروپی تولیدی ترمودینامیکی پرداخته شده است .هدف این مطالعه، بررسی قابلیت بکارگیری آنتروپی تولیدی برای آسیب خستگی و تأثیر عوامل مختلف بر میزان آنتروپی تولیدی در لحظهی شکست خستگی بوده است .آنتروپی تولیدی به صورت نسبت انرژی اتلافی به دمای نمونه مشخص میشود .بر همین اساس، در این مطالعه حل تحلیلی معادلهی انتقال حرارت نمونههای فلزی تحت آزمون خستگی، انجام گرفته است .سپس براساس مدل تحلیلی دمای نمونه، دو مدل برای آنتروپی تولیدی گسترش یافته است .در گام بعد، یک مجموعه آزمایش تجربی خستگی کمچرخه با استفاده از نمونههای آلومینیومی (Al ۲۰۲۴-T۴) صورت پذیرفته است .شبیهسازی دمای نمونه و تحلیل احتمالاتی مدل پیشنهادی گامهای بعد این مطالعه هستند .نتایج حاصل از آزمون خستگی تطبیق مطلوبی مابین مدلهای ارائه شده و دادههای تجربی را نشان داد .در حالت کلی، نتایج حاصل از این مطالعه نشان داد که آنتروپی تولیدی در لحظهی شکست نمونههای آلومینیومی Al ۲۰۲۴-T۴ تحت آزمون خستگی کمچرخه، دارای بازهی تغییرات زیاد است .در این محدوده، مابین آنتروپی تولیدی و چرخهی خرابی رابطهی مستقیمی مشاهده شد .همچنین مشاهده شد که قطر نمونه، فرکانس بارگذاری، بیشینه کرنش اعمالی و نسبت کرنش میتوانند در تولید آنتروپی تأثیرگذار باشند .یافتههای این مطالعه با نتایج مطالعات قبل مبنی بر لزوم ثابت بودن آنتروپی تولیدی در لحظهی شکست خستگی، برای نمونههای فلزی در محدودهی خستگی کمچرخه دارای اختلاف است .همچنین نشان داد که فرض استقلال آنتروپی تولیدی از عوامل مختلف آزمایش مانند هندسه و شرایط بارگذاری همواره برقرار نیست .این نتایج نیاز به مطالعات بیشتر جهت مشخص کردن محدودیتها و بازهی ثابت بودن آنتروپی تولیدی را نشان میدهد.
متن يادداشت
In this study, thermodynamic entropy generation is evaluated for metal fatigue as the failure parameter. Entropy generation is defined as the ratio of dissipated energy to the specimens temperature. First, the heat transform equation is analytically solved to determine the temperature evolution of the metal specimens undergone fatigue tests. Based on the results of the analytical model for specimens temperature, two models are developed for estimation of the entropy generation. The first model is based on plastic strain energy density time rate. The second one is obtained by specimens temperature monitoring. Along with determination of the generated entropy, a damage parameter is proposed for metal fatigue failure. A set of experimental low-cycle fatigue tests is conducted on samples made of Al 2024-T4. The objective for conducting these tests is to experimentally determine the entropy generation for this alloy under low cycle fatigue; and to evaluate the effect of different parameters on entropy generation, of specimens geometry, loading frequency, maximum applied strain and strain ratio on the generated entropy. The stochastic simulation is conducted to analyze the uncertainty, reliability and sensitivity of developed model for entropy generation. In the section of stochastic study, uncertainty, reliability, sensitivity and importance of uncertainty analyses are performed. The results of fatigue tests show that there is a good agreement between the developed models for temperature and entropy generation, temperature simulation and experimental data. The reliability is analyzed for the specimens under the loading condition. The result shows acceptable matching with the experimental data. In general, results of this study show that entropy generation has higher variability comparing previous studies for this metal fatigue study. For Al 2024-T4, in the regime of low-cycle fatigue, there is a direct relationship between entropy generation and failure cycles. Also, it is observed that specimens diameter, loading frequency, maximum applied strain and strain ratio impact on the entropy generation.
خط فهرستنویسی و خط اصلی شناسه
ba
عنوان اصلی به زبان دیگر
عنوان اصلي به زبان ديگر
Metal damage assessment in low-cycle fatigue based on thermodynamic entropy generation
موضوع (اسم عام یاعبارت اسمی عام)
موضوع مستند نشده
خستگی
موضوع مستند نشده
آنتروپی تولیدی
موضوع مستند نشده
تغییرات دما
موضوع مستند نشده
پارامتر آسیب
موضوع مستند نشده
شبیهسازی دما
موضوع مستند نشده
تحلیل عدم قطعیت
موضوع مستند نشده
تحلیل قابلیت اطمینان
موضوع مستند نشده
تحلیل حساسیت
موضوع مستند نشده
تحلیل اهمیت عدم قطعیت
اصطلاحهای موضوعی کنترل نشده
اصطلاح موضوعی
Fatigue, Entropy Generation, Temperature Evolution, Damage Parameter, Temperature Simulation, Uncertainty Analysis, Reliability Analysis, Sensitivity Analysis, Uncertainty Importance Analysis