Εξέλιξη πειραματικών – Aναλυτικών διαδικασιών προσδιορισμού μηχανικών ιδιοτήτων

Πρόλογος
Η εκπόνηση της παρούσας διατριβής έγινε στα πλαίσια της εργασίας μου ως Επιστημονικού Συνεργάτη στο Εργαστήριο Εργαλειομηχανών και Διαμορφωτικής Μηχανολογίας του Αριστοτέλειου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης.
Με το πέρας της παρούσας εργασίας θα ήθελα να ευχαριστήσω πρώτα από όλα τον επιβλέποντα καθηγητή μου και διευθυντή του Εργαστηρίου Εργαλειομηχανών και Διαμορφωτικής Μηχανολογίας κ. Κ.-Τ. Μπουζάκη, ο οποίος με την συνεχή καθοδήγηση του, συνέβαλε καθοριστικά στην επιτυχή ολοκλήρωση των προσπαθειών που κατέβαλα. Επίσης θα ήθελα να ευχαριστήσω τους κυρίους Επ. Καθ. Κ. Ευσταθίου και Καθ. Τ. Τσιπά που συνεπικούρησαν στην εργασία αυτή ως μέλη της τριμελούς επιτροπής. Για την σημαντική συμβολή του κατά τα πρώτα στάδια της διατριβής μου, θέλω να ευχαριστήσω τον Τρ. Ν. Βιδάκη, όπως επίσης και την την Λεκτ. Τρ. Ε. Παυλίδου για την συνεισφορά της στην έρευνα Ηλεκτρονικής Μικροσκοπίας. Φυσικά θα ήταν μεγάλη παράληψη να αμελήσω να ευχαριστήσω όλους τους φίλους και συνεργάτες με τους οποίους εργάστηκα όλη αυτή την περίοδο στο Εργαστήριο Εργαλειομηχανών και Διαμορφωτικής Μηχανολογίας του ΑΠΘ, για την άριστη συνεργασία τους και την πολύ φιλική τους αντιμετώπιση και ιδιαίτερα τον Α. Λόντο και Σ. Κομπογιάννη.
Επιπλέον θα ήθελα να εκφράσω την αγάπη μαζί με τις ευχαριστίες μου στον πατέρα μου Συμεών, την μητέρα μου Ελένη και την αδελφή μου Μαρία, για την αμέριστη συμπαράσταση τους όλα αυτά τα χρόνια.
Τέλος θα ήθελα να ευχαριστήσω την σύντροφό μου, που μου συμπαραστάθηκε στις προσπάθειες μου.

Περιέχει:

Πίνακας συμβόλων και συντομογραφιών
1. Εισαγωγή
2. Στάθμη γνώσεων
   1. Κοπτικά εργαλεία από σκληρό μέταλλο
   2. Λεπτές σκληρές επικαλύψεις
   3. Προσδιορισμός ιδιοτήτων των επικαλύψεων
   4. Περιφερικό φραιζάρισμα
3. Σκοπός της εργασίας
4. Πειραματική διάταξη
   1. Κέντρο κατεργασίας και κοπτικά εργαλεία
   2. Οπτική και Σαρωτική Ηλεκτρονική Μικροσκοπία (SEM)
   3. Διαδικασία νανοσκληρομέτρησης
   4. Δοκιμαστήριο επαναλαμβανόμενης κρούσης των επικαλύψεων
   5. Θάλαμος θέρμανσης δοκιμίων
   6. Τραχυμέτρηση
5. Εξέλιξη πειραματικής – αναλυτικής μεθόδου για τον προσδιορισμό καμπύλων τάσης παραμόρφωσης με τη βοήθεια της FEM προσομοίωσης της δοκιμασίας νανοσκληρομέτρησης
   1. Εισαγωγή
   2. Μοντέλο συνεχούς προσομοίωσης της διαδικασίας νανοδιείσδυσης με τη βοήθεια της μεθόδου των πεπερασμένων στοιχείων, για τον προσδιορισμό καμπύλων τάσης – ελαστοπλαστικής παραμόρφωσης των υλικών
   3. Τυπικές καμπύλες τάσης παραμόρφωσης προσδιορισμένες μέσω της FEM υποστηριζόμενης μεθόδου αξιολόγησης των αποτελεσμάτων νανοδιείσδυσης
   4. Παράμετροι που επηρεάζουν την ακρίβεια της αναπτυχθείσας διαδικασίας εξαγωγής καμπύλων τάσης παραμόρφωσης
   5. Διερεύνηση της συμπεριφοράς της επικάλυψης σε κόπωση, κατά τη δοκιμασία της επαναλαμβανόμενης κρούσης, λαμβάνοντας υπόψη προσδιορισμένες καμπύλες τάσης παραμόρφωσης
6. Μοντέλο προσομοίωσης της κοπής με τη βοήθεια της μεθόδου των πεπερασμένων στοιχείων
   1. Εισαγωγή
   2. Κινηματική που εφαρμόστηκε στα πειράματα φραιζαρίσματος και μέθοδοι παρακολούθησης της φθοράς του κοπτικού εργαλείου
   3. Βασικό μοντέλο προσομοίωσης της κοπής με τη βοήθεια των πεπερασμένων στοιχείων
   4. Μετατροπή του βασικού μοντέλου FEM προσομοίωσης της κοπής, για να ληφθεί υπόψη η διαφορετικότητα της συνάφειας της επικάλυψης με το υπόστρωμα
7. Βελτιστοποίηση παραμέτρων κατεργασίας και τεχνολογικών στοιχείων κοπτικού εργαλείου, για την επίτευξη υψηλής απόδοσης επικαλυμμένων κοπτικών εργαλείων κατά το φραιζάρισμα
   1. Μηχανισμοί που επηρεάζουν τη φθορά επικαλυμμένων κοπτικών εργαλείων από σκληρομέταλλο
   2. Κοπτικά πλακίδια που χρησιμοποιήθηκαν κατά το περιφερικό φραιζάρισμα
   3. Μέτρηση πειραματικών δεδομένων για την εισαγωγή τους στο μοντέλο προσομοίωσης της κοπτικής ακμής
   4. Επίδραση της επιφανειακής κατεργασίας του υποστρώματος και της επικάλυψης στη συμπεριφορά φθοράς της επικαλυμμένης κοπτικής ακμής
   5. Βελτιστοποίηση της ακτίνας καμπυλότητας της κοπτικής ακμής για την επίτευξη υψηλής διάρκειας ζωής κοπτικών εργαλείων
   6. Επιλογή βέλτιστης πρόωσης κατά το φραιζάρισμα για την ευνοϊκότερη
      καταπόνηση της κοπτικής ακμής
   7. Βελτίωση της απόδοσης στην κοπή επικαλυμμένων κοπτικών εργαλείων μέσω κατάλληλης ανόπτησης τους
8. Σύνοψη