بررسی عددی و تجربی رفتار خستگی کارابین ساخته شده از آلیاژ آلومینیوم 7175

در این تحقیق رفتار خستگی کارابین مدل GUARDO ساخته شده از آلومینیوم 7175 مورد بررسی قرار گرفت. آزمایش کشش یکنواخت با سرعت  mm/min35 بر روی یک کارابین اعمال شد. در مرحله بعد آزمایش خستگی بر روی یک کاربین مشابه، تحت بار کششی در محدوده صفر تا kN 15با فرکانس Hz 2 و فاکتور سقوط 2 (مشابه سقوط فردی به وزن kg 120 از ارتفاع 6 متر) انجام شد. عمر خستگی این کارابین در شرایط مذکور 2227 چرخه تعیین شد. سطح مقطع شکست این کارابین توسط میکروسکوپ الکترونی بررسی و تصویربرداری شد. در تصاویر حاصل از شکست نگاری علاوه بر مناطق سه گانه شکست خستگی، تشکیل ترک های ثانویه در محدوده فازهای ترد هم مشاهده شد. همچنین با استفاده از نرم افزار CATIA یک مدل هندسی برای کارابین طراحی شد. در ادامه به منظور مش بندی و بارگذاری خستگی کارابین تحت بارهای مختلف چرخه ای در محدوده صفر تا حداکثر نیرو (kN 3.9.13.15.21) با فرکانس Hz 2، نرم افزار المان محدود ABAQUS مورد استفاده قرار گرفت. نتایج مستخرج از این نرم افزار، نظیر مقادیر تنش و کرنش در هر یک از شرایط مذکور بارگذاری، در نرم افزار FE-safe به عنوان اطلاعات ورودی اعمال شد. در این نرم افزار برای تخمین عمر خستگی کارابین از خواص خستگی این آلیاژ و مدل تخمین عمر مانسون-کافین-باسکوین استفاده شد و تعداد چرخه های منجر به شکست در هر یک از شرایط بارگذاری محاسبه گردید. در انتها یک مدل ریاضی جهت تخمین رابطه بین نیرو و عمر خستگی این نوع کارابین پیشنهاد شد.