بررسی تجربی رشد آسیب خستگی با استفاده از روش‌های سنجش تغییرات مدول وتری و میکروسختی در فولاد ضد زنگ 316 کم‌کربن

مکانیک آسیب، ابزار جدیدی در مهندسی مکانیک است. این ابزار به عنوان متمم تئوری پلاستیسیته و مکانیک شکست شناخته می‌شود. در این تحقیق به صورت تجربی فرآیند رشد آسیب خستگی، برای فولاد ضد زنگ 316 اِل، بررسی شده است. به این منظور، با بهره‌گیری از استاندارد آ.اِس.تی.اِم ای466 ،نمونه‌های تست با سطح مقطع مستطیلی، طراحی و تهیه شده است. خواص مکانیکی ماده از طریق آزمایش استخراج گردید. بارگذاری خستگی کم چرخه روی نمونه‌های استاندارد، در حالت تک‌محوره و در دامنه تنش یکسان، فرکانس یکسان و تعداد سیکل بارگذاری متفاوت، انجام شده است. پس از اعمال تست‌های خستگی، به منظور استخراج روند رشد آسیب، تست‌های میکروسختی و بارگذاریباربرداری بر هر نمونه به منظور استخراج ارتباط میکروسختی و مدول وتری با تعداد سیکل اعمال شده است. آزمایش‌های تجربی در شرایط محیط انجام شده است. با استفاده از نتایج حاصل از تست‌های خستگی، بارگذاریباربرداری و میکروسختی، روند رشد آسیب تحت بارگذاری خستگی کم‌چرخه، استخراج شده است. یک روش برای تخمین آسیب در این تحقیق پیشنهاد شده است. در پایان نتایج حاصل از روش‌های مدول وتری، میکروسختی و پیشنهادی با یکدیگر مقایسه شده‌اند. روند رشد آسیب از روش پیشنهادی تطابق خوبی با روش مدول وتری دارد. مقدار آسیب بحرانی از روش مدول وتری 0/38 و از روش میکروسختی، 0/41 بدست آمد.

Experimental Investigation of Fatigue Damage Development Using Microhardness and Chord Modulus Variation Methods in Stainless Steel 316L

In this research, an experimental study of the fatigue damage growth process has been investigated for 316L stainless steel. For this purpose, using ASTM E466 fatigue special standard, testing samples with rectangular crosssection, has been drawn and prepared. The mechanical properties of the material were extracted through the test. Uniaxial low cycle fatigue has been performed at similar stress amplitudes, similar frequency, and various loading cycles. After carrying out fatigue tests, in order to derivation damage development process, microhardness and loadingunloading tests –deriving relation of microhardness and chord modulus with strain has been performed too. Experimental tests have been carried out under environmental conditions. The Damage development process was achieved, using results of fatigue, loadingunloading, and microhardness tests. A method for estimating damage is proposed in this research. In the end, the results of the methods of the chord modulus, microhardness and purposed are compared with each other. The damage growth process of the purposed method has a good fit with the method of chord modulus. The obtained critical damage was 0.38 by using the chord modulus method and 0.41, by microhardness