تاثیر ماشین ­کاری بر رفتار خستگی کامپوزیت زمینه فلزی با اندازه ذرات مختلف

Contribution of machining to the fatigue behaviour of metal matrix composites (MMCs) of varying reinforcement size

چکیده

در این پژوهش عملکرد خستگی کامپوزیت زمینه فلزی در سیکل ­های بالا تحت دامنه تنش ثابت به وسیله ماشین کاری بررسی شد و تاثیر پارامترهایی همچون سرعت ماشین کاری (machining speed)، نرخ تغذیه (feed rate) و اندازه ذرات تقویت کننده بررسی شد. اندازه ذرات تقویت کننده مهم ترین فاکتور تاثیر گذار بر عمر خستگی شناخته شد. بر خلاف این موضوع، تاثیر اضافه کردن ذرات و سرعت برهم کنش ذرات و دستگاه مورد نظر، نرخ کرنش سختی و تولید حرارت حین milling این کامپوزیت به نحوی تنظیم شد که تاثیر پارامترهای تغذیه و سرعت بر عمر خستگی ناچیز در نظر گرفته شده است.

برهم کنش پارامترهای مختلف منجر به تاثیر گذاری بسیاری بر عمر خستگی شد که نشان دهنده این است که مدل سازی عمر خستگی بر اساس این سه پارامتر نسبتا پیچیده می‌­باشد. عمر خستگی نمونه های MMC ماشین کاری شده با کاهش اندازه ذرات و افزایش تغذیه آنها بالاتر رفت. به هرحال، عمر خستگی کامپوزیت مورد نظر با تغییر سرعت دستگاه، تغییر خاصی را نشان نداد. در صورتی که اندازه ذرات بیشتر از حد کوچک شده و یا حتی در زمینه قرار نگیرند منجر به جداسازی کامل نمونه های شکسته شده می شود. در حالی که در نمونه هایی با اندازه ذرات بزرگ، فرایند رشد ترک توسط این ذرات متوقف می‌شود.

جهت دانلود ترجمه تخصصی و فارسی این مقاله می توانید وجه آنرا پرداخت نموده و بلافاصله دریافت نمایید.

ABSTRACT

The high cycle constant stress amplitude fatigue performance of metal matrix composite (MMC) components machined by a milling process was investigated in this study as a function of machining speed, feed rate and reinforcement particle size. The presence of reinforcement and particle size were found to be the most influential factors that affected the fatigue life. In contrast to this, the effect of feed and speed on tool-particle interaction, strain hardening and heat generation during milling of MMCs were balanced in such a way that the contributions of feed and speed on fatigue life were negligible.

The interactions of different parameters contributed significantly to the fatigue life which indicated that the modelling of fatigue life based on these three parameters was relatively complex. The fatigue life of the machined MMC samples increased with decreasing particle size and increasing feed. However, the fatigue life was not influenced by speed variation. The presence of smaller or no particles induced a complete separation of failed samples, in contrast to that of specimens containing larger reinforcing particles where crack growth was arrested or deflected by the reinforcing particles.