Geri Dön

Analysis of residual stress fields in aerospace materials after laser peening

Havacılık malzemelerinde lazer peening sonrası kalıntı gerilme alanlarının analizi

  1. Tez No: 740033
  2. Yazar: MUHAMMED BURAK TOPARLI
  3. Danışmanlar: PROF. MICHAEL E. FITZPATRICK, DR. JİM MOFFATT, DR. SALİH GUNGOR
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Metalurji Mühendisliği, Metallurgical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2012
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: The Open University
  10. Enstitü: Yurtdışı Enstitü
  11. Ana Bilim Dalı: Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 247

Özet

Yorulma, mühendislikte en çok görünen hasar mekanizmalarından biridir. Mekanik yüzey işlem metotları yorulma hasarına karşı sıklıkla kullanılmaktadır. Yeni bir yüzey işlem olan lazer şok peening yada lazer peening (LP) özellikle havacılıkta sıklıkla çalışılmaktadır. LP sonucu oluşan yararlı kalıntı gerilmeler (KG), yapısal yüklere karşı koyarak yorulma direncinde artışa yol açmaktadır. Bu nedenle, LP sonrası yorulma ömründe elde edilecek iyileşmeyi belirleyen en önemli parametrelerden bir tanesi KG alanlarıdır. Dolayısıyla, KG ölçüm ve optimizasyonunun yapılması en uzun yorulma ömründe iyileşme elde etmek için önemlidir. LP sonrası KG, kademeli delik delme, yüzey X-ışınımı kırılımı, senkroton X-ışınımı kırılımı ve nötron kırılımı yöntemleri ile elde edilmiştir. İnce numunlerde ve kalın malzemelerin yüzeye yakın bölgelerinde kullanılabilmesi için kontur metot yöntemi geliştirilmiştir. Geometrik ve malzeme kısıtları nedeniyle güvenilir ölçüm alınmasının zor olduğu LP sonrası yüzeye yakın ve ince plakalardaki KG, sonuçlara güveni artırmak için en az farklı iki metot ile elde edilmiştir. Bu tezde, LP yönteminin ince kesitlerde uygulanma olasılığı incelenmiştir. Farklı LP parametre ve sistemlerinin incelenmesinin ardından LP sonrası yararlı KG alanları elde edilmiştir. KG ölçümleri ve Cranfield University, UK tarafından yapılan yorulma testleri sonucunda LP parametreleri uygun seçildiği takdirde LP yönteminin ince malzemelere uygulanabileceği ve yorulma direncinde ciddi bir artışa yol açtığı anlaşılmıştır. LP sonrası kalın malzemelerde de KG ölçümleri yapılmıştır. KG sonuçları ve EADS lW, Germany tarafından yapılan yorulma testleri, yorulma performansındaki artışı doğrulamıştır. LP sonrası yüzey pürüzlülüğü ve geomterik çarpılma artışı, hem ince hem de kalın aluminyum alaşım numunelerde gözlenmiştir.

Özet (Çeviri)

Fatigue is one of the main failure mechanisms in engineering. Mechanical surface treatments are being widely used to reduce the incidence of fatigue failures. A new surface treatment, laser shock peening, or laser peening (LP) is being widely studied especially in the aerospace industry. LP-induced beneficial residual stresses (RS) act against structural loads leading to an increase in fatigue resistance. Therefore, one of the main parameters determining the fatigue life improvement after LP is the RS fields. Hence, it is crucial that the RS measurement and optimization is carried to obtain the most prolonged fatigue life after LP. RS after LP were obtained by incremental hole drilling, surface X-ray diffraction, synchrotron X-ray diffraction and neutron diffraction. The contour method of stress measurement was developed for thin samples and near-surface measurements in thick samples. Near-surface RS as well as RS in thin plates after LP, which are very challenging to obtain in a reliable manner due to geometrical and material constraints, were measured by at least two different methods to increase the confidence in the results. The possibility of application of LP to thin sections was investigated in this dissertation. After examining different LP parameters and systems, a beneficial RS field after LP was obtained. RS measurements and fatigue tests by Cranfield University, UK, suggest that LP can be applied to thin plates to have a significant increase in fatigue resistance as long as LP parameters are chosen appropriately. RS measurements were also conducted for thick samples after LP. RS results with fatigue tests conducted by EADS lW, Germany, confirm the increase in fatigue performance. Increase in surface roughness and geometrical distortion after LP were also observed for both thin and thick aluminium alloy samples after LP.

Benzer Tezler

  1. Mekanik alaşımlama süreçleri ile Al-20Si esaslı toz ve sinter kompozitlerin geliştirilmesi ve karakterizasyon çalışmaları

    Studies of development and characterization of Al-20Si based powder and sintered composites by mechanical alloying processes

    HASAN GÖKÇE

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2013

    Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    İleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MUSTAFA LUTFİ ÖVEÇOĞLU

  2. An experimental study on contactless support structures for laser powder bed fusion process

    Lazer toz yatak ergitme prosesi için kullanılan temassız destek yapılarının üzerine deneysel bir çalışma

    ALİCAN ÇELİK

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2021

    Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. MEHMET ŞEREF SÖNMEZ

    DR. ÖĞR. ÜYESİ EVREN YASA

  3. Fırça kaplama yöntemi ile biriktirilen sert krom kaplamanın mekanik özelliklerinin incelenmesi

    Investigation of the mechanical properties of the hard chromium layer deposited by brush plating process

    ZEYNEP AYDIN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2014

    Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. HÜSEYİN ÇİMENOĞLU

  4. The influence of additive manufacturing process parameters on residual stress of 17-4 PH stainless steel parts manufactured by laser powder bed fusion additive manufacturing system

    Seçici lazer toz yatağı eklemeli imalat yöntemi ile üretilmiş 17-4 PH paslanmaz çeliğinde eklemeli imalat proses parametrelerinin kalıntı gerilimler etkisi

    GÖKHAN ÇELİK

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2023

    Metalurji MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. CEMİL HAKAN GÜR

    DOÇ. DR. CANER ŞİMŞİR

  5. Kesiti kademeli değişen plakların titreşimi

    Vibration of plates with stepped thickness

    GÖKAY YAY

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    1994

    Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    DOÇ.DR. ALAEDDİN ARPACI