دراسة مقارنة السلوك الميكانيكي وسلوك الكلال لسبائك الألومنيوم في أجسام الطائرات
DOI:
https://doi.org/10.31272/jeasd.2701الكلمات المفتاحية:
سبائك الألومنيوم، جسم الطائرة، الخواص الميكانيكيةالملخص
تستخدم سبائك الألومنيوم على نطاق واسع في بناء جسم الطائرة بسبب خصائصها خفيفة الوزن وقوتها العالية ومقاومتها للتآكل. تبحث هذه الدراسة في الخواص الميكانيكية لاثنين من هذه السبائك، AA2014 وAA7075-T651، بهدف تحسين متانة أجسام الطائرات. تم إجراء اختبارات الشد لتحديد قوة الشد (UTS)، مقاومة الخضوع (YS)، معامل المرونة (E)، الليونة والصلابة للسبائك. لتقييم عمر الكلال للمواد، تم إجراء اختبارات الكلال في ظل ظروف التحميل الثابتة والمتغيرة. وقد اتبعت الخواص الميكانيكية التجريبية القيم القياسية عن كثب، مما يشير إلى موثوقية العينات التي تم اختبارها. أظهر AA7075-T651 قوة كلال أعلى من AA2014 في ظل ظروف التحميل الثابتة، كما يتضح من منحنيات SN المحددة. كشف تحليل نمو شقوق الكلال أن الشقوق القصيرة تنتشر بشكل أسرع من الشقوق الطويلة، مع تأثير حدود الحبيبات على سلوكها. علاوة على ذلك، فإن تقييم عمر الكلال في ظل ظروف التحميل المتغيرة سلط الضوء على أهمية فهم سلوك المواد عبر سعات الإجهاد المختلفة.
المراجع
B. Malek, C. Mabru, and M. Chaussumier, “Fatigue behavior of 2618-T851 aluminum alloy under uniaxial and multiaxial loadings,” International Journal of Fatigue, vol. 131, no. 105322, Feb. 2020. doi: https://doi.org/10.1016/j.ijfatigue.2019.105322.
S.-S. Li, X. Yue, Q.-Y. Li, H.-L. Peng, B.-X. Dong, T.-S. Liu, H.-Y. Yang, J. Fan, S.-L. Shu, F. Qiu, and Q.-C. Jiang, “Development and applications of aluminum alloys for aerospace industry,” Journal of Materials Research and Technology, vol. 27, pp. 944–983, Nov.–Dec. 2023, doi: https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2023.09.274
J. Song and Y. Zhang, “Effect of vibratory stress relief on fatigue life of aluminum alloy 7075-T651,” Advances in Mechanical Engineering, vol. 8, no. 6, no. 1687814016654379, 2016. doi: https://doi.org/10.1177/1687814016654379.
A. S. F. Britto and J. S. Binoj, “Mechanical properties optimization and microstructures of diffusion bonded AA2014/AA7075 Al alloys,” Revista de Metalurgia, vol. 58, no. 3, no. e225, 2022. doi: https://doi.org/10.3989/revmetalm.225.
W. Jomaa, S. Lavernhe, E. Duc, and P. Ray, “FEA-based comparative investigation on high-speed machining of aluminum alloys AA6061-T6 and AA7075-T651,” Solid State Phenomena, vol. 261, pp. 347–353, 2017. doi: https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/SSP.261.347.
N. Minhas, V. Sharma, S. Manda, and A. Thakur, “Insights into the microstructure evolution and mechanical behavior of dissimilar friction stir welded joints of additively manufactured AlSi10Mg and conventional 7075-T651 aluminum alloys,” Materials Science and Engineering: A, vol. 881, no. 145407, Aug. 2023, doi: https://doi.org/10.1016/j.msea.2023.145407
D. Mantha, M. J. Hammond, and S. Fawaz, “Corrosion pit to fatigue crack transition methodology for AA7075-T651 aluminum alloy,” in Proc. 2013 DoD Corrosion Conference, 2013. [Online]. Available: https://apps.dtic.mil/sti/citations/AD1042267.
R. Zhang, R. Chiang, Z. Ren, H. Zhang, W. Zhao, G.-X. Wang, V. K. Vasudevan, Y. Dong, and C. Ye, “Fatigue performance improvement of 7075-T651 aluminum alloy by ultrasonic nanocrystal surface modification,” Journal of Materials Engineering and Performance, vol. 31, pp. 2354–2363, Mar. 2022. doi: https://doi.org/10.1007/s11665-021-06308-9.
B. Dalai, “Material Characterization of AA7075-T651 Deformed at Different Temperatures and Strain Rates,” Ph.D. dissertation, Luleå University of Technology, 2021.
W. Macek, R. Branco, J. D. Costa, and C. Pereira, “Strain sequence effect on fatigue life and fracture surface topography of 7075-T651 aluminium alloy,” Mechanics of Materials, vol. 160, no. 103972, Sep. 2021. doi: https://doi.org/10.1016/j.mechmat.2021.103972.
H. B. Younis, K. Kamal, M. F. Sheikh, and A. Hamza, “Prediction of fatigue crack growth rate in aircraft aluminum alloys using optimized neural networks,” Theoretical and Applied Fracture Mechanics, vol. 117, no. 103196, Feb. 2022. doi: https://doi.org/10.1016/j.tafmec.2021.103196.
T. Zhao and Y. Jiang, “Fatigue of 7075-T651 aluminum alloy,” International Journal of Fatigue, vol. 30, no. 5, pp. 834–849, 2008. doi: https://doi.org/10.1016/j.ijfatigue.2007.07.005
P. Prabhuraj, S. Rajakumar, and V. Balasubramanian, “Developing empirical relationship to predict corrosion rate of high strength AA 7075-T651 aluminium alloy under salt fog environment,” International Journal of Electroactive Materials, vol. 4, pp. 44–49, 2016. [Online]. Available: https://www.electroactmater.com/IJEM/4-4-44-49.pdf?utm.
P. Parasuraman, S. Rajakumar, M. Ramachandran, and V. Balasubramanian, “Stir zone stress corrosion cracking behavior of friction stir welded AA7075-T651 aluminum alloy joints,” Corrosion Reviews, vol. 39, no. 1, pp. 55–62, 2021. doi: https://doi.org/10.1515/corrrev-2020-0065.
B. S. Chetan, G. N. Swamy, and K. E. Girish, “Fatigue life estimation of rear fuselage structure of an aircraft,” International Journal of Research in Engineering and Technology, vol. 4, no. 7, pp. 347–354, Jul. 2015. doi: https://doi.org/10.15623/ijret.2015.0407056.
J. Langari, K. Aliakbari, and F. Kolahan, “Fatigue life simulation of AA7075-T651 FSW joints using experimental data,” Engineering Failure Analysis, vol. 154, p. 107690, 2023. doi: https://doi.org/10.1016/j.engfailanal.2023.107690
D. Tong, B. Hu, B. Chen, J. Li, J. Di, H. Wang, S. Zhou, and W. Yang, “Analysis of structural strength and fatigue life based on the 7075-T651 aluminum alloy lugs,” Journal of Physics: Conference Series, vol. 2679, no. 1, no. 012003, 2024. doi: https://doi.org/10.1088/1742-6596/2679/1/012003.
A. Alssayegh, M. Y. Abdellah, M. K. Hassan, S. Azam, A. Melaibari, and U. A. Khashaba, “Optimizing high cycle fatigue predictions in notched Al 7075-T6: An analytical approach to rotating bending behavior,” Results in Engineering, vol. 25, Art. no. 103623, Mar. 2025, doi: https://doi.org/10.1016/j.rineng.2024.103623.
ASTM International, "ASTM E112-13(2021) Standard Test Methods for Determining Average Grain Size," ASTM International, 2021. Accessed: Jun. 22, 2024. [Online]. Available: https://www.astm.org/e0112-13r21.html.
ASTM International, "ASTM B211-12(2021) Standard Specification for Aluminum and Aluminum-Alloy Rolled or Cold Finished Bar, Rod, and Wire," ASTM International, 2021. Accessed: Jun. 22, 2024. [Online]. Available: https://webstore.ansi.org/standards/astm/astmb21112e1
التنزيلات
Key Dates
الإستلام
النسخة النهائية
الموافقة
النشر الالكتروني
منشور
إصدار
القسم
الرخصة
الحقوق الفكرية (c) 2026 Zainab H. Lafta, Khuder N. Abed, Saad T. Faris (Author)

هذا العمل مرخص بموجب Creative Commons Attribution 4.0 International License.










