خلیل فرهنگدوست
-
در این مقاله عمر فلزات تحت بارگذاری خستگی با دامنه متغیر مورد بررسی قرار گرفته است. به همین منظور از روش مکانیک آسیب پیوسته برای مدل سازی پارامتر آسیب بهره گرفته شده که در آن میزان انرژی اتلافی در هر سیکل در واحد حجم به عنوان شاخص آسیب شناخته می شود. مدل آسیب معرفی شده در این مقاله توانایی استفاده در مسائل با دامنه متغیر را دارد، به همین دلیل در این مطالعه یک نمونه از جنس فولاد Q235، در نرم افزار آباکوس شبیه سازی و از دو سابروتین UMAT و UMATHT برای استخراج هم زمان انرژی اتلافی در هر سیکل و دما مربوط به آن استفاده شده است. به منظور بررسی عمر خستگی تحت بارگذاری دامنه متغیر، دو بلوک بارگذاری با دامنه های مختلف در نظر گرفته شده است. حالات مختلفی برای این دو بلوک بارگذاری در نظر گرفته شده است که نتایج آنها نشان می دهد مدل آسیب معرفی شده حساسیت بالایی نسبت به تاریخچه و توالی بارگذاری دارد؛ هم چنین مطابقت خوبی بین نتایج این پژوهش و نتایج آزمایشگاهی وجود دارد.کلید واژگان: عمر خستگی پرچرخه, روش مکانیک آسیب, شاخص آسیب, میزان انرژی اتلافی در هر سیکل, ترموگرافیIn this article, the life of metals under fatigue loading with variable amplitude has been investigated. For this purpose, the continuum damage mechanics method is used to model the damage parameter, in which the amount of dissipated energy in each cycle per volume is known as the damage index. The damage model introduced in this article has the ability to be used in problems with variable amplitude, therefore, in this study, a specimen of Q235 steel was simulated in Abaqus software and from two subroutines UMAT and UMATHT to simultaneously extract dissipated energy in Each cycle and its corresponding temperature were used. In order to investigate the fatigue life under variable amplitude loading, Two blocks with different amplitudes have been considered. Different types have been considered for these two blocks, and their results show that the introduced damage model has a high sensitivity to the loading history and sequence; Also, there is a good agreement between the results of this research and the experimental results.Keywords: High Cycle Fatigue, Continuum Damage Mechanic, Damage Index, Dissipated Energy In Each Cycle
-
در این مقاله به بررسی اثر عمق شیار بر چقرمگی شکست (KIC) و ناحیه پلاستیک نوک ترک با استفاده از داده های آزمایش ضربه شارپی (CVN) استخراج شده از لوله های انتقال نفت و گاز فولادی از جنس API X65 با عمق شیارهای متفاوت انجام و انرژی شکست اندازه گیری شد. همچنین شبیه سازی کامپیوتری آزمایش ضربه با مدل سهبعدی بر اساس قانون آسیب اصلاح شده گرسون در نرمافزار آباکوس انجام شد. برای به دست آوردن مقادیر KIC ، معادلات بر اساس تنش تسلیم و انرژی شکست های آزمایش ضربه شارپی (CVN) به دست آمده از فولاد موردنظر استفاده شد. داده های KIC و ناحیه پلاستیک نوک ترک برآورد شده با افزایش عمق شیار نمونه ضربه شارپی کاهش می یابد.
کلید واژگان: چقرمگی شکست, ناحیه پلاستیک نوک ترک, آزمایش ضربه شارپی, اثر عمق شیار, فولاد API X65In this paper, the effect of notch depth on the fracture toughness (KIC) and the plastic region of the crack tip material using the Charpy V-Notch test (CVN) data extracted from API X65 with different notch depth were conducted and the fracture energy was measured. Also, computer simulation of the experiment with a three-dimensional model was performed based on Gurson's modified damage law in Abaqus software. To obtain KIC values, equations based on the yield stress (σYS) and the failure energy of the Charpy V-Notch test (CVN) obtained from the steel was used. The estimated KIC data and plastic region of the crack tip, decreased with increasing notch depth.
Keywords: fracture toughness, Crack tip plastic region, charpy impact test, notch depth effect, API X65 steel -
امروزه استفاده از اتصالات چسبی در سازه ها به دلیل مزایای متعددشان افزایش یافته است. در کاربردهای سازه ای، با توجه به عمر کاری، خستگی به عنوان مهمترین شکل بارگذاری در نظر گرفته می شود. در این مقاله، آزمایش های تجربی به منظور بررسی فرآیند خرابی خستگی اتصالات چسبی دولبه، تشکیل شده از 16 لایه الیاف شیشه نوع E و رزین اپوکسی حاوی ذرات TiO2 به عنوان چسب، تحت بارگذاری سیکلی انجام شده است و سپس روشی برای پیش بینی عمر خستگی این اتصالات بر اساس سفتی اولیه ارائه شده است. پراکندگی نتایج نشان می دهد که عمر نهایی خستگی تا حد زیادی به سفتی اولیه آنها بستگی دارد. به این منظور یک رابطه نمایی برای تخمین اولیه عمر نهایی اتصالات بر حسب سفتی اولیه ارائه شده است. علاوه بر سفتی اولیه، میزان افت سفتی در اتصالات تحت بارگذاری خستگی نیز بر روی کارکرد نهایی آنها تاثیرگذار است و لذا می توان بر این اساس تخمین اولیه عمر خستگی را که بر اساس سفتی اولیه تعیین شده است اصلاح نمود. همچنین یک شاخص خرابی با استفاده از مقدار کاهش سفتی برای کنترل فرآیند خرابی خستگی در حین بارگذاری معرفی شده است.کلید واژگان: پیش بینی عمر, بارگذاری خستگی, اتصال چسبی, سفتی اولیه, افت سفتیUse of adhesively bonded joints in structures has been increased in recent years because of their advantages. In structural applications, fatigue is generally considered to be the most important form of loading in respect to long-term service life. In this paper, experimental tests have been performed in order to examine the fatigue damage process of double lap adhesive joints, composed of E-glass laminates and epoxy adhesive with TiO2 particles, under fatigue loading and then a method was proposed for fatigue life prediction based on initial stiffness. The scatter in results shows that the fatigue life is mostly dependent on initial stiffness. According to this, an exponential equation based on the initial stiffness has been proposed to have an initial estimation of fatigue life of the adhesive joints. In addition to the initial stiffness, stiffness degradation of the joints under fatigue loading influences on their final performance and therefore the initial estimation of fatigue life based on the initial stiffness could be modified. Also to have an online control of the fatigue damage process during the fatigue loading, a damage index using stiffness degradation was introduced.Keywords: Life Prediction, Fatigue Loading, Adhesive Joint, Initial Stiffness, Stiffness Degradation
-
فرآیند جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی بر روی ورق های آلیاژ آلومینیوم 2024-T351 در سرعت های دورانی 400، 630 و 800 دور بر دقیقه و سرعت های پیشروی 8، 16 و 25 میلی متر بر دقیقه انجام شده است. پس از آن با استفاده از روش تست استاندارد ASTM-E647 نرخ رشد ترک خستگی در نمونه های CT مورد بررسی قرار گرفته است. پس از مدل سازی فرآیند جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی، رشد ترک خستگی بر مبنای روش XFEM، در نمونه ها شبیه سازی شده است. در این تحلیل جهت بررسی آسیب در نمونه، از معیار آسیب تنش بیشینه استفاده شده است و معیار شکست بیشترین تنش اصلی در المان است. مقایسه نتایج تجربی و عددی رشد ترک خستگی نشان دهنده قابل اعتماد بودن روش شبیه سازی میباشد. بررسی تجربی و عددی تاثیر سرعت جوشکاری بر نرخ رشد ترک خستگی در نمونه ها نشان میدهد، نرخ رشد ترک در تمامی نمونه های جوشکاری به ازای مقادیر پایین تغییرات ضریب شدت تنش (K≤13 Mpa∆) کمتر از فلز پایه بوده و با افزایش تغییرات ضریب شدت تنش نرخ رشد ترک بسیار افزایش می یابد. همچنین نتایج نشان میدهند، نمونه های جوشکاری شده با سرعتهای پایینتر خواص خستگی بهتری نسبت به فلز پایه دارند و افزایش سرعت دورانی و پیشروی ابزار نرخ رشد ترک خستگی را در نمونه ها افزایش میدهد.کلید واژگان: جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی, AA2024, T351, رشد ترک خستگی, شبیه سازی اجزا محدود, سرعت دورانی و پیشروی ابزارFriction stir welded butt joints were performed on sheets made of AA2024-T351 aluminum alloy at tool rotational speeds of 400, 630, 800 rpm and traverse speeds of 8, 16, 25 mm/min. The fatigue crack propagation rate was investigated according to standard ASTM-E647 in CT specimens. FE simulation of FSW process was implemented for different welding conditions and next the fatigue crack propagation was simulated using XFEM method. In this analysis, to assess the damage in the joints, maximum stress criterion is used. The maximum principal stress in element was the fracture criterion. Numerical results are in good agreement with the experiments so the simulation is reliable. The obtained results show that the tool rotational and traverse speed affect the fatigues crack growth rate. For all welded specimens crack propagation rate was slower than that of the base metal for low values of ∆K (∆K≤13 Mpa) but is much faster at high values of ∆K. Furthermore fatigue properties of specimens that welded with lower speeds are better than base metal and increase in rotational or traverse speeds of the tool will increase the crack propagation rate of the welded specimens.Keywords: Friction Stir Welding, Aluminum Alloy 2024, T351, Fatigue Crack Propagation, Finite element method, Tool Rotational, Traverse Speed
-
در این تحقیق، ساختار میکروسکوپی، سختی سطحی و تنش پسماند در ورق های آلیاژ آلومینیوم 2024-T351 که به روش جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی و با سرعت های دورانی و پیشروی متفاوت ابزار، به صورت لب به لب به یکدیگر متصل شده اند، مورد بررسی قرار گرفته است. با توجه به این که آلیاژ آلومینیوم 2024-T351 دارای قابلیت عملیات حرارتی می باشد، نتایج آزمون سختی نمونه ها نشان می دهد افزایش سرعت دورانی و یا کاهش سرعت پیشروی ابزار، سختی را در ناحیه جوشکاری، کاهش می دهد. با استفاده از روش استاندارد پراش اشعه ایکس، که یک روش غیر مخرب می باشد، تنش های پسماند در نمونه های جوشکاری شده، اندازه گیری شده است. شبیه سازی اجزا محدود فرآیند جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی با روش مدل حرارتی و محاسبه حرارت تولیدی در حین جوشکاری، در نرم افزار آباکوس انجام گرفته است. مقایسه مقادیر تنش های پسماند حاصل از حل عددی با اندازه گیری های تجربی نشان می دهد، مدل عددی می تواند پیش بینی قابل قبولی از میدان تنش پسماند در اتصالات جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی ارائه دهد.
بررسی نتایج تنش های پسماند نشان می دهد، با افزایش سرعت دورانی و پیشروی ابزار، مقادیر تنش در ناحیه جوشکاری شده افزایش می یابد؛ که علت آن بالا رفتن گرادیان حرارتی در اثر افزایش سرعت دورانی، و کاهش افت سختی و مقاومت بیش تر در برابر تغییر شکل پلاستیک با افزایش سرعت پیشروی ابزار است.کلید واژگان: جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی, تنش پسماند, روش پراش اشعه ایکس, روش اجزا محدود, آلیاژ آلومینیوم 2024, T351In this study, microstructure, microhardness and residual stress in the butt jointed friction stir welded aluminum alloy 2024-T351 plates with different tool’s rotational and traverse speed is studied. According to the 2024-T351 aluminum is a heat treatable alloy, Hardness test results showed that increasing rotational speed or decreasing traverse speed of the tool reduced hardness in the weld zone. Then, using standard X-ray diffraction, which is a non-destructive method, residual stress in the welded samples is determined.A thermal model of friction stir welding process is simulated by using finite element method in the ABAQUS software. Comparison of residual stress results that obtained from the numerical solution with experimental measurements show that, the numerical model can predict the residual stress fields in friction stir welding joints reasonably.The results show that, increasing rotational speed, cause to higher residual stress in the weld zone, due to generation the higher thermal gradient and also, The higher tool traverse speed will induce a greater high-stress zone with a higher stress value in the weld, because of, a lower heat input and result in the relatively harder metal in the weld zone, causes a greater resistance to the plastic extrusion.
Keywords: Friction Stir Welding, Residual Stress, X-ray Diffraction, Finite Element Method, Aluminum Alloy 2024, T351 -
فرایند کارسرد، تمایل ترک های موجود در اطراف سوراخ هایی که تحت بار خستگی قرار می گیرند را برای جوانه زنی و یا رشد کاهش می دهد. این امر بخاطر بوجود آمدن تنش پسماند محیطی فشاری در اطراف سوراخ می باشد. تعیین تنش های پسماند نتیجه شده از این فرایند با روش های غیر مخرب، ساده و کم هزینه، هدف بسیارمهمی در فرایند طراحی قطعات سوراخدار به شمار می رود. دراین تحقیق برای اندازه گیری تنش های پسماند از روش نصب کرنش سنج بهره گرفته و در واقع کرنش های سطحی بعنوان شاخص مناسبی برای تعیین میدان تنش های پسماند معرفی شده اند. تعیین تعداد کرنش سنج های مورد نیاز و نیز محل مناسب برای نصب آنها در اطراف سوراخ کار سرد شده موضوع اصلی این تحقیق می باشد. نتیجه تحقیق همخوانی خوبی با نتیجه آزمایش کار سرد بر روی نمونه هایی از جنس آلیاژ آلومینیوم 2024 نشان می دهد. نتیجه حاصله حاکی ازین است که برای تعیین میدان تنش پسماند، نصب دو کرنش سنج در فاصله شعاعی یکسان از لبه سوراخ در دونقطه مقابل هم یکی بصورت شعاعی و دیگری بصورت محیطی مورد نیاز می باشد. همچنین برای حصول نتیجه مناسب، کرنش سنج ها می بایست در ناحیه الاستیک نصب گردند. نصب کرنش سنج ها در ناحیه پلاستیک منجر به ورود خطا و نتیجه غیر قابل اطمینان خواهد شد.
کلید واژگان: تنش پسماند, کرنش سنج, کار سرد, سوراخ کار سرد شدهCold working a hole decreases tendency of fatigue crack near the hole to initiate or growth. It is due to creation some compressive tangential residual stresses around the hole. Determination of mentioned residual stresses with a non-destructive, simple and non-expensive method is the key step in design process of holed components. In this article, residual stresses have been determined by mounting some strain gages around the hole and in fact surface strains during cold working process have been introduced as a feature for residual stress field. Delineation the numbers of needed strain gages and also proper place for mounting them around the cold worked hole is the main object of this research. Results have a good agreement with test result of cold working on specimens made of Al2024. According to the results, mounting two strain gages at same radius in opposite side of hole edge; which one in radial and another in tangentially direction; is needed for determining the residual stress field. Also, strain gages should be mounted in elastic zone. Mounting the gages in plastic zone led to have errors and unreliable results.Keywords: Residual Stress, strain gage, cold working, cold worked hole -
در این تحقیق به بررسی تجربی و عددی انباشتگی کرنش مومسان و رفتار نرم شوندگی پوسته های استوانه ای یک سرگیردار فولادی SS316L با بارگذاری خمشی و مرکب (خمشی- پیچشی) به صورت تناوبی پرداخته شده است. بارگذاری های خمشی به صورت نیرو-کنترل و جابجایی-کنترل است؛ اما در بارگذاری های مرکب، اعمال نیرو فقط به صورت جابجایی-کنترل است. آزمایش های تجربی توسط دستگاه سرو هیدرولیک اینسترون 8802 انجام گردیده است که با بارگذاری نیرو-کنترل با نیروی میانگین غیر صفر تغییر شکل مومسان در چرخه های پیاپی انباشته می گردد که پدیده رچتینگ نام دارد. بر اساس نتایج تجربی، رابطه ی خطی بین انرژی مومسان و نرخ تغییر شکل مومسان مشاهده شد که بیانگر سفتی فیکسچرهای مورد استفاده در آزمایش های تجربی است. در بارگذاری جابجایی-کنترل رفتار نرم شوندگی به دلیل پدیده بیضی شدن در پوسته ها مشاهده می شود و با افزایش دامنه جابجایی، سرعت نرم شوندگی افزایش می یابد. رشد ترک در بارگذاری مرکب به دلیل وجود نیروی پیچشی و خمشی به صورت مایل رشد می کند؛ در حالی که در بارگذاری خمشی رشد ترک به صورت محیطی است. تحلیل عددی توسط نرم افزار آباکوس انجام شده است و با مقایسه ی الگوی سخت شوندگی همگن و الگوی سخت شوندگی غیر خطی همگن/ سینماتیک مشاهده می گردد که الگوی سخت شوندگی غیر خطی همگن/ سینماتیک، رفتار نرم شوندگی و انباشتگی کرنش مومسان پوسته های استوانه ای با بارگذاری خمشی تناوبی را بهتر شبیه سازی می کند.
کلید واژگان: پوسته استوانه ای, بارگذاری خمشی تناوبی, بارگذاری مرکب تناوبی, انباشتگی کرنش مومسان و نرم شوندگی, الگوی سخت شوندگیIn this research, accumulation of plastic strain and softening behavior of stainless steel SS316L cylindrical shell under cyclic bending and combined loads (bending-torsion) are studied. Cyclic bending was under force-control and displacement-control but Combined loading was under displacement-control. Experimental tests were performed using an INSTRON 8802 servo-hydraulic machine. Under force-control loading with non-zero mean force, plastic strain was accumulated in continuous cycles that it was called ratcheting. Based on experimental results, linear relation was observed between plastic energy and rate of plastic deformation that shows the rigidity of fixtures using in experimental tests. Under displacement-control loading, softening behavior was observed due to growth of ovalization and the rate of softening became higher by using of the higher displacement amplitude. The crack growth up to failure is oblique in combined load due to torsion and bending loads whereas the crack growth is peripheral in bending load. The numerical analysis was carried out by ABAQUS software and nonlinear isotropic/kinematic hardening was compared with isotropic hardening and observed the nonlinear isotropic /kinematic hardening model simulates the softening behavior and accumulation of plastic strain of cylindrical shells under cyclic bending accurately.Keywords: cylindrical shell, Cyclic Bending Load, Cyclic Combined Load, Accumulation of plastic strain, Softening, Hardening Model -
The performance specifications of vehicles on the road are the result of dynamic interaction of various components of the vehicle structure. But the car tire because it is directly in contact with the road surface and plays an important role. Indeed the tire is the generator of the forces and moments which control vehicle motion. However the tire’s structure is relatively complex but defining specific parameters can simplify modeling the behavior of complexity of the structure and behavior of the tire is too comprehensive so that ever theory that could answer many questions in predicting tire performance is not provided. Theories presented by embellishment from relations or parameters that are obtained through empirical-rather than mathematical analysis and physical-are mixed. Here our purpose to describe the effect of the geometry of the tire and the inflated pressure on the tire side force which plays an essential role in the tire dynamic behavior.Keywords: Side force, Tire stiffness coefficient, Slip angle, Camber angle, Slip ratio
-
بررسی اثر باشینگر در لوله های اتوفرتاژ شده از جنس آلیاژ آلومینیوم A7075 با استفاده از داده های تجربیآلیاژ آلومینیوم A7075 جزء آلیاژهای پراستحکام در نوع خود محسوب می شود که مطابق با استاندارد ASTM B210M–05، در ساخت لوله های تحت فشار کاربرد دارد. پیدا کردن مدل مناسب جهت بررسی اثر باشینگر در آلیاژ آلومینیوم A7075 نقش مهمی در تحلیل فرآیند اتوفرتاژ لوله ها دارد. برای این منظور از نتایج آزمایشگاهی تست های کشش- فشار تک محوره استفاده شده است و برای انجام آزمایش ها از یک دستگاه سروهیدرولیک اینسترون استفاده گردید. نمونه ها با قطر 5/12 میلیمتر ساخته شدند که مطابق با استاندارد ASTM E8M-97a می باشد. با توجه به اینکه در این آلیاژها معمولا کرنش پلاستیک ایجاد شده به عنوان مشخصه باربرداری می باشد، بنابراین برای مدل سازی رفتار این ماده لازم است آزمایش های مذکور با کرنش های پلاستیک متفاوت انجام گیرد. در این تحقیق، آزمایش ها تا کرنش کلی 3/4% انجام شده است. همچنین موارد مهمی از جمله تاثیر مقدار کرنش های پلاستیک ایجاد شده بر مدول یانگ و ضریب اثر باشینگر تست شده اند. در این مقاله، برای مشخص شدن اندازه تسلیم کششی و فشاری، مقدار افست بر اساس قرارداد 0.01 درصد در نظر گرفته شده است.
کلید واژگان: لوله های جدار ضخیم, فرآیند اتوفرتاژ, ضریب اثر باشینگر, مدل سازی ماده, آلیاژ آلومینیوم A7075A7075 aluminum alloy is considered as a high-strength alloy which is used making under-pressure tubes according to ASTM B210M–05 standard. Finding an appropriate model for investigating Bauschinger effect factor in A7075 aluminum alloy behavior plays an important role analyzing the process of autofrettaged tubes. For this purpose، the results of experimental data of uniaxial tension- compression tests have been used. In order to carry out the tests، an Instron servo-hydraulic machine has been used. The samples were made having 12. 5 mm based on ASTM standard E8M-97a. The fact that plastic strain created in these alloys is considered as unloading characteristic، to model the material behavior، the series of these tests on the basis of plastic deformation is done differently. In this research، tests were done at plastic strains up to 4. 3%. Also in this paper، many important problems including the amount of plastic strain on determining Young’s modulus and Bauschinger effect factor were tested. In this research، to determine the amount of tension- compression yield، the amount of offset has been considered as 0. 01%.Keywords: Thick walled tubes, Autofrettage process, Bauschinger Effect factor, Material molding, 7075 Aluminum Alloy -
با توجه به کاربرد گسترده ی مواد فلزی تحت شرایط بارگذاری ضربه ای در صنایع مختلف، در تحقیق حاضر فرایند رشد ترک در نمونه ی استاندارد خمش سه نقطه و در محدوده ی نرخ کرنش〖10〗^1-〖10〗^3 (1/s)، برای فولاد فورج پرکاربرد در ساخت محور چرخ واگن، بررسی شده است. مقادیر تجربی بدست آمده در نتیجه ی اعمال انرژی ضربه معین با استفاده از آزمایش ضربه سقوط وزنه با مقادیر تحلیلی محاسبه شده به روش اجزای محدود برای نمونه مورد آزمایش مقایسه شده است. نتایج نشان می دهد که حد معینی از انرژی ضربه ای برای ایجاد ناحیه پلاستیک نوک ترک وجود دارد که می تواند موجب جوانه زنی ترک گردد. چنانچه انرژی ضربه کمتر از حد تعیین شده باشد، بار ضربه ای موجب افزایش مقاومت در برابر رشد ترک و در نتیجه بهبود خواص ماده می شود. با اعمال انرژی ضربه بیش از حد تعیین شده، ترک در نمونه رشد خواهد کرد و نرخ رشد ترک با افزایش اندازه ی ناحیه ی پلاستیک نوک ترک کاهش می یابد.
کلید واژگان: بارگذاری ضربه ای, رشد ترک, انرژی ضربه, نرخ کرنش بالا, فولاد فورج EA4TThis paper presents the results of the experimental and analytical investigation carried out using a steel forged material، EA4T، subjected to impact loading conditions within the strain rate domain101-103 (1/s). The standard three point bend test specimens manufactured according to ASTM 399 standard were subjected to impact loadlevels correspondingto preset defined impact energy levels by applying the Izod impact testing equipment. The specimens were also modeled and the loading condition was simulated using the finite element commercial software، ABAQUS v6. 11. Both the experimental findings and the finite element analysis results indicated that the crack initiation conditions were satisfied when the impact energy applied to the specimen reached a specifiedlevel. It was found that for a lower level of applied impact energy، the impact loading resulted in improving the fatigue characteristic of the material. In contrast، application of the higher impact energy caused the crack to propagate further. The other finding of the study was that increasing the plastic zone size decreased the crack propagation rate (da/dE).Keywords: impact loading, crack propagation, impact energy, strain rate, steelforged EA4T -
تقسیم بندی سطوح و حجم ها به قسمت های کوچک تر با شکل، اندازه و تعداد کاملا تصادفی در اکثر علوم بویژه مهندسی کاربرد دارد. در این تحقیق ابتدا الگوریتم های ساخت نمودار ورونوی معرفی و بر پایه این الگوریتم ها برنامه ای در نرم افزار متلب نوشته خواهد شد. توانایی در تولید تصادفی ریزساختار با استناد به داده های استخراج شده از پردازش تصویر ریزساختارهای واقعی، همچنین گنجاندن پارامترهای تصادفی در برنامه برای تولید سیستم های چند فازی با درصد فازهای متفاوت و نیز توانایی تولید داده های مفید جهت انتقال ریزساختار مورد نظر به نرم افزارهای المان محدود از جمله نقاط قوت برنامه نوشته شده است. در ادامه به یکی از کاربردهای موزاییک بندی جهت یافتن خواص مکانیکی معادل از روی خواص غیر ایزوتروپ کریستال ها اشاره شده است. در این بررسی با افزایش تعداد دانه ها، به عبارت دیگر کاهش اندازه دانه ها، مقادیر خواص تغییر کرده و به مقدار تجربی ماده که با در نظر گرفتن نتایج تست با دیدگاه ماکرو بدست آمده نزدیک شده و همچنین مقدار انحراف معیار کاهش یافته و خواص به حالت ماده ایزوتروپیک نزدیک تر می شود.
کلید واژگان: موزاییک بندی تصادفی, ورونوی, ریزساختار, خواص معادلThe concept of random tessellation is extensively used in wide area of natural sciences, especially material sciences. In this paper a simple but complete explanation of the random tessellation and mathematical tools requirements is presented. Then introducing the algorithm and the program for display random tessellation diagram was written. This program, with high speed and simple algorithm for random tessellation has the ability to change the level of statistical parameters such as number, mean, variance of the area of the grain. The ability to model microstructures of metals and grains for mechanical application, such as estimation of mechanical properties and crack propagation model at microstructure scale in FEM software is very important. More, an application of random tessellation for finding of equivalent mechanical properties was mentioned. In this paper by increasing the number of grains, in other words, decreasing the size of the grain, property’s values were changed and approached to the experimental global values and isotropic properties.Keywords: Random Tessellation, Voronoi, Microstructure, Equivalent Properties -
استفاده از پوشش های سرامیکی در ایمپلنت های دندانی به دلایل زیادی از جمله سازگاری با استخوان، فقدان بافت فیبری در محل اتصال– ایمپلنت و اتصال محکم تر پوشش– استخوان به صورت عمومی درآمده است. در بین این پوشش ها، هیدروکسی آپاتیت (HA) و فلوئوروآپاتیت (FA) استفاده بیشتری دارند. در این تحقیق، برای اولین بار با استفاده از تحلیل تنش به روش اجزای محدود و به صورت دوبعدی متقارن 24 عدد ایمپلنت به صورت تقریبا دقیق و با تمام اجزای سازنده، همراه پوشش، مدل سازی و تحلیل شدند. 12 عدد از ایمپلنت ها متعلق به سیستم IMZ و 12 عدد دیگر متعلق یه سیستم Dyna بودند. ضخامت پوشش هیدروکسی آپاتیت و فلوئورآپاتیت در ایمپلنت های مورد بررسی به ترتیب 33،50،67،80،100 و 10 میکرون بود. نتایج تحلیل تنش نشان داد با افزایش ضخامت پوشش ایمپلنت، مقادیر تمرکز تنش در سطح تماس ایمپلنت– پوشش، سطح تماس پوشش– استخوان و در استخوان اطراف ایمپلنت کاهش می یابد. هم چنین مقادیر تمرکز تنش در ایمپلنت های با پوشش فلوئوروآپاتیت همواره بیشتر از ایمپلنت های با پوشش هیدروکسی آپاتیت بود. در تمام ایمپلنت ها تمرکز تنش در استخوان اطراف ایمپلنت در قسمت طوق ایمپلنت (کرست استخوان) مشاهده گردید.
کلید واژگان: ایمپلنت دندانی, هیدروکسی آپاتیت, فلوئوروآپاتیت, سطح تماس, روش اجزاء محدودUsing ceramic coatings has increased in popularity due to their compatibility with bone, absence of the fibrous layer at the coating-implant interface, and the stronger coating-bone bonding. Among these coatings, hydroxyapatite (HA) and fluoroapatite (FA) are more popular. For the first time in this paper, modeling and stress analysis have been carried out for 24 implants in an axisymetric form using the finite element technique. Twelve of these samples belong to IMZ and the rest are from Dyna system. All implants had HA and FA coatings with thicknesses between 10 to 100 microns. The stress analysis results show that the stress concentration at the implant-coating and bone-coating bonding surfaces decreases with the increase of coating thickness. In addition, stress concentrations for implants with FA coatings are always more than those with HA coatings. In all implants, stress concentration has been observed around the bone crest.Keywords: Implant, Hydroxyapatite, Fluoroapatite, Bonding surface, Finite element
- در این صفحه نام مورد نظر در اسامی نویسندگان مقالات جستجو میشود. ممکن است نتایج شامل مطالب نویسندگان هم نام و حتی در رشتههای مختلف باشد.
- همه مقالات ترجمه فارسی یا انگلیسی ندارند پس ممکن است مقالاتی باشند که نام نویسنده مورد نظر شما به صورت معادل فارسی یا انگلیسی آن درج شده باشد. در صفحه جستجوی پیشرفته میتوانید همزمان نام فارسی و انگلیسی نویسنده را درج نمایید.
- در صورتی که میخواهید جستجو را با شرایط متفاوت تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مطالب نشریات مراجعه کنید.