مطالعه تجربی و عددی اثر سرعت ذره و زاویه برخورد بر فرسایش آلیاژ Ti-6Al-4V از طریق روش هیدرودینامیک ذرات هموارتاثیر

Abstract

در مقاله حاضر، فرسایش ذرات جامد آلیاژ Ti-6Al-4V تحت برخورد ذرات فرساینده کروی آلومینا به قطر 85 میکرون، با استفاده از مطالعات تجربی و مدل‌سازی به روش هیدرودینامیک ذرات هموار بررسی می‌گردد. رفتار فرسایشی این آلیاژ به صورت ضربه در مقیاس مایکرو و مبتنی بر معادلات ساختاری جانسون ـ کوک شبیه‌سازی شده است. در این پژوهش، بر روی اثر سرعت ذرات فرساینده و زاویه برخوردی بر نرخ فرسایش، به عنوان مهم‌ترین عوامل مؤثر بر فرسایش، تمرکز شده است. هم‌چنین نتایج حاصل از مدل حاضر با نتایج تجربی حاصل از آزمایش در شرایط مورد نظر صحت‌سنجی می‌گردد. در انتهای مقاله، یک معادله به‌منظور پیش‌بینی نرخ فرسایش بر اساس خواص آلیاژ، سرعت ذرات فرساینده و زاویه برخورد برای بازه سرعت و زاویه تحت بررسی ارائه شده که با توجه به گستردگی بازه مورد بررسی، معادله مذکور بسیار ارزشمند می‌باشد. نتایج حاصل از این پژوهش نشان می‌دهد که بین سرعت ذرات و نرخ فرسایش یک رابطه توانی برقرار بوده که توان این رابطه مستقل از زاویه برخورد ذرات می‌باشد. هم‌چنین در تمام بازه‌های سرعت و زاویه تحت بررسی، زاویه برخوردی 45 درجه، بیشترین میزان نرخ فرسایش را از خود نشان داد. بنابراین زاویه بحرانی در فرسایش نیز مستقل از سرعت برخورد ذرات می‌باشد.