بررسی المان محدود فرسایش ذرات جامد چندگانه در آلیاژهای Al 7075-T6 و Ti-6Al-4V

در تحقیق حاضر، فرسایش ذرات جامد آلیاژهای Al 7075-T6 و Ti-6Al-4V به عنوان دو آلیاژ متداول مورد استفاده در سازه هواپیما تحت برخورد ذرات چندگانه، با استفاده از مدلسازی المان محدود بررسی می گردد. رفتار فرسایشی این دو آلیاژ بر اساس معادلات ساختاری جانسون کوک و به صورت یک مدل ضربه در مقیاس مایکرو، با استفاده از تکنیک المان حجم نمونه شبیه سازی شده است. رفتار فرسایشی مواد معمولا به صورت نسبت ماده فرسایش یافته از سطح آلیاژ به جرم ذرات فرساینده تعریف شده که از آن به عنوان نرخ فرسایش تعبیر می گردد. در این تحقیق، در ابتدا نتایج حاصل از مدل المان محدود با نتایج مدل های تحلیلی رایج در فرسایش صحت سنجی می گردد. سپس دو عامل اصلی موثر بر رفتار فرسایشی آلیاژها، یعنی سرعت ذرات برخوردکننده و زاویه برخورد ذرات مورد بررسی قرار خواهد گرفت. نتایج حاصل از این تحقیق نشان می دهد که بین سرعت ذرات و نرخ فرسایش یک رابطه توانی برقرار است. مطابق نتایج، حداکثر نرخ فرسایش آلیاژ Ti-6Al-4V برای زاویه برخوردی 40 درجه و بیشینه نرخ فرسایش آلیاژ Al 7075-T6 در زاویه برخوردی 30 درجه به ثبت رسیده است. نتایج نشان می دهد که آلیاژ Ti-6Al-4V در مقابل فرسایش مقاوم تر از آلیاژ Al-7075 می باشد.