بررسی نیروی آزاد شده توسط NickelTitanium open coil springs

Abstract

مقدمه: امروزه توليدات بسياري با عنوان آلياژهاي سوپرالاستيك به طور تجاري در دسترس هستند، بدون اينكه اطلاعات دقيق توصيف كننده خصوصيات مكانيكي آنها موجود باشد. هدف: هدف مطالعه حاضر بررسی نیروی آزاد شده توسط فنرهای باز نیکل- تیتانیوم می باشد. روش کار و مواد: نيرو و منحني بار- خمش ده نمونه از 12 گروه مختلف فنرهای باز نیکل- تیتانیوم (بر اساس اندازه یا کارخانه سازنده) با استفاده از material testing machine مورد بررسی قرار گرفت. فنرهای با طول 12 ميلي متر به میزان 7 ميلي متر در دمای 1± 37 درجه سانتیگراد فشرده شد. نيرو در بيشترين فشردگي، ابتدا و انتهای پلاتو، به همراه عرض و شیب پلاتو اندازه گيري شد. جهت تعيين اثر ميزان فشردگي اوليه بر الگوي نيروي آزاد شده، در گروه GAC ده نمونه نيز به ميزان 5/3 ميلي متر فشرده شدند. براي بررسي اثر دما٬ در 7 گروه علاوه بر دماي 37 درجه سانتیگراد، آزمايش در دو دماي 27 و 47 درجه سانتیگراد نيز انجام شد. داده های بدست آمده با آنالیز آماری ANOVA و Tukey post-hoc مورد بررسی قرار گرفت. یافته ها: در گروههای مختلف، در بیشترین فشردگی نیرو بین 196 تا 551 گرم و در بخش پلاتو میانگین نیرو بین 114 تا 331 گرم متغیر و اختلافها از لحاظ آماری معنی دار بودند. هیچکدام از گروهها یک پلاتو تقریبا افقی نشان ندادند و در گروههای مختلف نیرو از ابتدا تا انتهای پلاتو با دامنه شیب 12 تا 41 گرم بر میلی متر کاهش یافت. در منحنی برگشت از نظر عرض ناحیه پلاتو یک دامنه 14 تا 26 درصد طول اوليه فنر بدست آمد. میزان فشردگی در نقطه شروع پلاتو در منحنی برگشت در گروههای مختلف نسبتا مشابه و در اکثر گروهها اختلاف از لحاظ آماری معنی دار نبود. نقطه انتهایی پلاتو تنوع بیشتری نسبت به نقطه شروع داشت. در فنرهای نیکل- تیتانیوم بر خلاف سایر آلیاژها در فعال سازی های متفاوت، سختی منحنی برگشت متفاوت خواهد بود. هر چه فعال سازی بیشتر باشد سختی کمتر است و بالعکس. تغییر دما می تواند اثر مشخصی روی خصوصیات مکانیکی فنرها داشته باشد. با افزایش دما از 27 تا 47 درجه سانتیگراد نیروی ناحیه پلاتو افزایش و عرض پلاتو کاهش یافت. نتیجه گیری: فنرهای باز نیکل- تیتانیوم تجاري در دسترس منحنی بار- خمش متفاوتی از خود نشان دادند.در هيچيك ناحیه پلاتو افقي مشاهده نگرديد و گروهها از لحاظ شیب و میزان نیروي پلاتو متفاوت بودند.