تحليل خستگي تماس غلتشي بيرينگ‌ها در حضور روانكاري با روغن با در نظر گرفتن اثر حفره‌حفره شدن

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي مكانيك

كارشناسي ارشد

پديده‌ي خستگي تماس‌هاي غلتشي يكي از رايج‌ترين دلايل شكست در اجزاي ماشين از جمله ياتاقان‌ها به شمار مي‌رود. اين نوع خستگي اغلب به‌صورت ترك‌هاي زيرسطحي يا سطحي ظاهر شده و در نهايت به حفره‌حفره شدن يا حفره‌حفره شدن ميكروني منجر مي‌شود. اين پديده يكي از مهم‌ترين خرابي‌هاي سطحي در ياتاقان‌هاي غلتشي است و ناشي از تنش‌هاي تكراري در ناحيه تماس ميان ساچمه و مسير غلتش مي‌باشد و عملكرد سيستم را به‌شدت تحت تأثير قرار مي‌دهد. شناخت صحيح رفتار تماس و تحليل دقيق تنش‌هاي مؤثر بر ايجاد حفره‌حفره شدن، نقشي كليدي در پيش‌بيني عمر ياتاقان ايفا مي‌كند. در اين پژوهش، با هدف پيش‌بيني دقيق‌تر عمر خستگي ناشي از حفره‌حفره شدن، ابتدا ضريب اصطكاك واقعي تماس با استفاده از نتايج مقاله‌هاي داخلي تعيين شد. سپس تنش‌هاي سطحي و زيرسطحي محاسبه شدند. تنش‌هاي برشي زيرسطحي بحراني نقش مهمي در شروع ترك‌هاي زيرسطحي مرتبط با حفره‌حفره شدن دارند. در مرحله بعد، سه مدل خستگي شامل مدل مكانيك آسيب پيوسته و مدل تجربي يوانيديس-هريس و مدل زارتسكي پياده‌سازي و مقايسه شدند. هر سه مدل، عمر خستگي را بر اساس تنش برشي بيشينه زيرسطحي تخمين مي‌زنند، اما با رويكردهاي متفاوت؛ مدل مكانيك آسيب پيوسته بر مبناي رشد پيوسته آسيب، مدل يوانيديس-هريس بر پايه تعريف يك آستانه تنش خستگي و مدل خستگي آماري زارتسكي مبتني بر ويبول است. مطابق نتايج، مدل مكانيك آسيب پيوسته قادر است رفتار مشاهده‌شده در آزمايش‌ها را با دقت بالا و حداقل خطا پيش‌بيني كند. مدل زارتسكي مقادير نسبتا نزديك به آزمايش تجربي را ارائه مي‌دهد و مدل يوانيديس-هريس به‌دليل وجود حد خستگي، محافظه‌كارانه‌تر عمل مي‌كند. اين تفاوت، بيانگر حساسيت نتايج به انتخاب مدل و نقش آستانه خستگي در تحليل عمر است. پژوهش حاضر با ارائه الگويي ساده‌شده و دقيق، مي‌تواند در طراحي بهتر ياتاقان‌ها و پيش‌بيني عمر آن‌ها در اثر حفره‌حفره شدن در صنايع مورد استفاده قرار گيرد. در پايان، تأثير متغيرهايي نظير بار، سرعت، تنش برشي بيشينه زيرسطحي، تغييرات دمايي و نوع روانكار بر تخمين عمر خستگي بررسي شده است.

237240

طراحي جامدات

مهندسي مكانيك

دانشگاه صنعتي اصفهان