تحلیل واماندگی و آسیب خستگی یک میل موج‌گیر تحت آزمون خستگی

Subject Areas : Journal of Simulation and Analysis of Novel Technologies in Mechanical Engineering

محمد شرعیات ¹ ( دانشیار، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی خواجه نصیر الدین طوسی )
امیر گنجی‌دوست ² ( کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی )

Received: 2015-10-03 Accepted : 2015-10-03 Published : 2008-09-22

Keywords: صفحه بحرانی, میل موج‌گیر, آسیب انباشته, خستگی پرچرخه, بارگذاری اتفاقی, بارگذاری چند محوره,

Abstract :

تئوری‌های خستگی تا کنون بر روی نمونه‌های استوانه‌ای تحت بارهای خمشی، کشش- فشاری یا پیچشی آزموده شده‌اند. میدان‌های تنش پدیده آمده در این نمونه‌ها، عمدتاً یک یا دو بعدی بوده‌اند. میل موج‌گیر یا میله پادغلت، یکی از اجزای سیستم تعلیق خودرو است. میل موج‌گیر در عین داشتن مقطع ساده دایره‌ای، به دلیل داشتن خمهای متعدد، متحمل میدان تنش سه‌بعدی است. این قطعه همواره تحت بارگذاری نوسانی خمشی و پیچشی قرار دارد و مهمترین عامل در شکست و تخریب آن پدیده خستگی است. در مقاله کنونی با استفاده از تحلیل اجزای محدود و کد کامپیوتری نوشته شده، به تحلیل خستگی و محاسبه میزان آسیب انباشته در این قطعه بر پایه تئوریهای معتبر اصلاح شده صفحه بحرانی، با قابلیت به کارگیری تنش چند محوره پرداخته شده و مقایسه‌ای بین نتایج حاصل از این تئوری‌ها با نتایج حاصل از کار تجربی و آزمون خستگی به کار گرفته شده صورت پذیرفته است.

References:

[1]    Findley W.N., A theory for the effect of mean stress on fatigue of metals under combined torsion and axial load or bending, J. Eng. Ind., Trans ASME, Vol. 81, Issue 4, 1959, pp. 301–306.

[2]    Matake T., An explanation on fatigue limit under combined stress, Bull JSME, Vol. 20, 1977, pp. 257-263.

[3]    McDiarmid D.L., Fatigue under out-of-phase bending and torsion, Fatigue Engng Mater Struct, Vol. 9, Issue 6, 1987, pp. 457–475.

[4]    McDiarmid D.L, A General Criterion for High Cycle Multiaxial Fatigue Failure, Fatigue and Fracture of Engineering Materials and Structures, Vol. 14, Issue 4, 1991, pp. 429-453.

[5]    McDiarmid D.L., A Shear Stress Based Critical-Plane Criterion of Multiaxial fatigue for Design and Life Prediction, Fatigue and Fracture of Engineering Materials and Structures, Vol. 17, Issue 12, 1994, pp. 1475-1485.

[6]    Carpinteri A., Brighentri R., Spagnoli A., A fracture plane approach in multiaxial high-cycle fatigue of metals, Fatigue Fract. Eng. Mater. Struct, Vol. 23, 2000, pp. 355-364.

[7]    Carpinteri A., Spagnoli A., Multiaxial high-cycle fatigue criterion for hard metals, Int. J. Fatigue, Vol. 23, 2001, pp. 135-145.

[8]    Papadopoulos IV, Davoli P, Gorla C., Filippini M., Bernasconi A., A comparative study of multiaxial high-cycle fatigue criteria for metals, Int. J. Fatigue, Vol. 19, Issue 3, 1997, pp. 219–235.

[9]    Wang Y.Y., Yao W.X., Evaluation and comparison of several multiaxial fatigue criteria, Int. J. Fatigue, Vol. 26, Issue 1, 2004, pp.17-25.

[10] Shariyat M., A fatigue model developed by modification of Gough’s theory, for random non-proportional loading conditions and three dimensional stress fields, Int. J. fatigue, Vol. 30, 2008, pp. 1248-1258.

[11] Shiegly G., Mechanical engineering design. McGraw-Hill, 7th Edition, 2003.

[12]  شرعیات م.، اصول طراحی و تحلیل سازه و بدنه خودرو، انتشارات دانشگاه صنعتی خواجه نصیر الدین طوسی، 1388.