مدلسازي تحليلي پديده سايش نوساني جزئي و آسيب نوساني در تماس خطي هرتز

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي مكانيك

كارشناسي ارشد

با توجه به تماس بين قطعات و وجود ارتعاش در اغلب تجهيزات مكانيكي، پديده سايش نوساني يك تخريب رايج مي‌باشد. از همين رو در سال‌هاي اخير دانشمندان متعددي به بررسي زمينه‌هاي مختلف اين تخريب شامل سايش، خستگي، ارزيابي مواد جديد، افزايش دما و ... پرداخته اند. در اين پژوهش سعي بر آن بوده است كه با يك رويكرد تحليلي به بررسي دو بعدي خستگي نوساني ناشي از تماس خطي الاستيك استوانه و صفحه تخت پرداخته شود. به همين منظور، در ابتدا به بررسي تنش‌هاي سطحي و زير سطحي پرداخته شد و همچنين نقطه بحراني در خستگي نوساني مورد بررسي قرار گرفت. در ادامه، به كمك روش مكانيك آسيب پيوسته، يك مدل تحليلي براي محاسبه عمر خستگي نوساني و توزيع آسيب در فرآيند خستگي نوساني توسعه داده شد. در انتها، روابط افزايش دماي ناشي از سايش نوساني استخراج و افزايش دماي ناشي از اين پديده محاسبه گرديد. در مرحله محاسبه و استخراج روابط افزايش دما، از روش منبع حرارتي ساكن استفاده شد. مدلسازي عمر خستگي نوساني با استناد بر نتايج آزمايشگاهي عمر خستگي نوساني كه در مقاله ديگر منتشر شده بود، نيز مورد صحت سنجي قرار گرفت. دقت مدلسازي اين پژوهش در محدوده دقت مدلسازي‌هاي عددي به كمك تئوري‌هاي صفحات بحراني، مكانيك شكست و ... بود (TRMS = 1.58)، با اين تفاوت كه مدل حاضر براي دو جسم تماسي (استوانه و صفحه تخت) هم‌جنس و صيقل (فرض عدم وجود زبري) بسيار آسان‌تر و سريع‌تر به جواب مورد نظر رسيده و كارايي بهتري براي تخمين عمر در مقياس صنعتي و عملي دارد. همچنين با توجه به استفاده رايج آلياژهاي آلومينيوم Al7075-T651 و تيتانيوم Ti-6Al-4V در نتايج منتشر شده براي عمر خستگي نوساني، به بررسي افزايش دماي ناشي از سايش نوساني در اين دو آلياژ ( آلومينيوم Al7075-T651 و تيتانيوم Ti-6Al-4V) پرداخته شد. در انتها معلوم گرديد كه در سايش نوساني با شرايط برابر، آلياژ تيتانيوم Ti-6Al-4V نسبت به آلياژ آلومينيوم Al7075-T651 به طرز قابل توجهي افزايش دماي بيشتري را از خود نشان مي‌دهد و مي‌تواند مستعد تنش‌هاي حرارتي باشد.

217088

طراحي كاربردي

مهندسي مكانيك

دانشگاه صنعتي اصفهان

مهدي جوانبخت، محمد سيلاني