Skip to main content
SUPERVISOR
قاسم ديني ترکماني (استاد مشاور) محمدرضا طرقي نژاد (استاد راهنما) احمد رضائيان (استاد راهنما)
 
STUDENT
Hosein Torkan
حسين ترکان

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مواد
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1390

TITLE

Estimating Dislocation Density and Calculating of Stored Energy in Tensile testing Of Aluminium 1050
In engineering, in order to predict materials behaviors in similar conditions, mathematical modelling are developed. These models have to be validated and revised by designing and conducting experiments at various conditions. In general, plastic deformation results in increasing dislocation density which in turn leads in greater stored energy in material. In this work, the stored energy was determined using different laboratory methods. Different strains (plastic deformation) was applied on commercially pure aluminum specimen using standard, single-axis tensile test. Then, X-ray diffraction (XRD), Ultrasonic Velocity test (UV), and differential scanning calorimetry (DSC) were employed in order to determine the above-mentioned energy. Each method had its own parameters, therefore the effect of the same on dislocations behavior and density as well as the stored energy was evaluated. In addition, by substitution of the calculated dislocation density in the Tylor's equation, stress-strain curve of the Aluminum was generated and compared with the ones achieved by the tensile test. Comparing these two sets of data, friction stress in Tylor's equation was defined. Small deviations exhibited the relatively high accuracy (and validity) of the calculations. Then, the fractions of mobile and immobile dislocations were calculated using XRD and UV results. Finally, the stored energy was estimated using dislocation density values and the results were compared with the ones obtained from DSC. It was showed (as expected) that the tensile test led in increased dislocation density in the aluminum specimen, of which, a big share was attributed to immobile dislocatio whereas the amount of mobile dislocations remained almost constant during the deformation test. Key words: Stored Energy, Dislocation density, X-Ray Diffraction, Ultrasonic Velocity, Differential Scanning Calorimetry.
چکيده از آنجا که در علوم مهندسي سعي مي شود با تحليل نتايج آزمايشگاهي روابطي جهت پيشبيني رفتار ماده در شرايط نسبتا مشابه ارائه شود، يکي از زمينه هاي پژوهشي اثبات درستي اين روابط و اصلاح پارامترهاي موجود در آن ها با استفاده از انجام آزمون هايي در شرايط مختلف است. با در نظر گرفتن اينکه هرگونه تغيير شکل پلاستيک در ماده باعث تغيير در دانسيته عيوب خطي مي شود، محاسبه انرژي ذخيره شده در ماده در کنار تخمين دانسيته عيوب خطي در حين تغيير شکل پلاستيک از اهميت بالايي برخوردار است. در اين پژوهش تغيير شکل پلاستيک در اثر آزمون کشش ساده تک محوري با سرعت کرنش ثابت تا کرنش هاي مختلف انجام شد و در ادامه با استفاده از نتايج آزمون هاي پراش پرتو ايکس (XRD)، تغييرات سرعت فراصوت (UV) و گرما سنجي افتراقي (DSC) اقدام به انجام اين محاسبات براي نمونه آلومينيم خالص تجاري کشيده شده در کرنش هاي مختلف شده است. با توجه به نوع پارامترهاي متغير در اين آزمون ها، نتايج ارائه شده هر کدام مربوط به بخشي از تغييرات دانسيته نابجايي ها و انرژي تخمين زده شده است. در ادامه با استفاده از دانسيته نابجايي ها و قرار دادن آن در رابطه تيلور منحني تنش سيلان نمونه بر حسب کرنش رسم و با منحني بدست آمده از دستگاه کشش مقايسه شد. با مقايسه نتايج بدست آمده از روش تجربي و همچنين روش محاسباتي، تنش اصطکاکي در رابطه تيلور بدست آمد و ميزان انحراف داده ها از واقعيت مشخص شد. انحراف ناچيز منحني تنش سيلان با منحني تنش - کرنش حقيقي نشان از دقت بالاي روش محاسباتي بکار رفته در اين پژوهش است. در ادامه با مقايسه نتايج آزمون هاي پراش پرتو ايکس و تغييرات سرعت فراصوت ميزان و درصد نابجايي هاي قفل شده و قابل حرکت محاسبه شد و در بخش نهايي محاسبه انرژي ذخيره شده در نمونه با استفاده از رابطه آن با دانسيته نابجايي ها و مقايسه نتايج بدست آمده با نتايج آزمون گرماسنجي افتراقي انجام شد. نتايج بدست آمده نشان داد تغيير شکل ناشي از کشش ساده در آلومينيوم خالص تجاري باعث افزايش دانسيته نابجايي ها شده و درصد بالايي از اين افزايش متعلق به نابجايي هاي قفل شده است در جايي که درصد نابجايي هاي قابل حرکت تقريبا در تمامي مراحل تغيير شکل ثابت مي hy;ماند. کلمات کليدي انرژي ذخيره شده، دانسيته نابجايي ها، پراش پرتو ايکس (XRD)، تغييرات سرعت فراصوت (UV) و افتراق حرارتي (DSC)

ارتقاء امنیت وب با وف بومی