توصيفگر ها :
محفظه محور , شبيه سازي اجزا محدود , رشد ترك , تمركز تنش , عمر خستگي
چكيده فارسي :
بسياري از قطعات مكانيكي خودروها و سازههايي كه در نيروگاهها، صنايع پتروشيمي، هوايي و غيره به كار ميروند، تحت بارگذاريهاي سيكلي مختلف، مانند تنشهاي خستگي كم چرخه يا پر چرخه قرار دارند. خستگي مهمترين عامل شكست در اينگونه قطعات است. بنابراين بررسي روشهاي مختلف ارزيابي عمر خستگي از اهميت زيادي برخوردار است. اين پژوهش با توجه به نياز كشور به قطعه محفظه محور در صنعت خودروسازي و با هدف جلوگيري از ضررهاي جاني و مالي انجام شده است. تا در آخر بتوان محفظه¬هايي متناسب با نوع كاركرد وسيله نقليه مونتاژ نموده و از هدررفت هزينه¬هاي اقتصادي جلوگيري نمود. از اين پژوهش مي¬توانيم به عنوان تحقيق اوليه براي ورود به صنعت محفظه محور سازي استفاده كرد. در اين پژوهش روند كامل تحليل تنش، رشد ترك و عمر خستگي در قطعه محفظه محور عقب كاميون بررسي شده است. ابتدا محفظه محور با نرمافزار CATIA مدلسازي مي¬گردد و بعد با استفاده از نرمافزار ABAQUS شبيه سازي محفظه انجام ميشود. مرحله اول مربوط به شبيه سازي تحليل تنش و مشخص كردن موقعيت بحراني محفظه محور است و در مرحله دوم با قرار دادن يك ترك در موقعيت بحراني مذكور، بررسي گسترش ترك با استفاده از روش XFEM و معادله Paris صورت ميپذيرد. در گام بعدي تحليل تنش مربوط به جاده صاف و ناهموار در نرمافزارABAQUS و تخمين عمر براي شرايط گفته شده در نرم افزار Msc.Fatigue انجام ميشود. در اين گام، براي شرايط كار در جاده صاف كه در اين حالت بارهاي نوساني كمتر و كوچكتر به محفظه محوراعمال ميشود و همچنين براي شرايط كاري در جاده ناهموار يا معدن كه در اين حالت نيروهاي نوساني بيشتر و بزرگتري نسبت به كار روي جاده صاف به محفظه محور اعمال ميشود، تحليلها انجام شده است. در هر مرحله تعداد سيكلهايي كه محفظه تحت بار ميتواند تحمل كند، مورد ارزيابي قرار ميگيرد.تحليلهاي گفته شده با استفاده از ماده S460N كه در ساخت اكثر محفظهها استفاده ميشود، انجام شد. در مرحله بعد براي رسيدن به عمر خستگي بهينه، براي سه ماده متفاوت كه براي ساخت مدلهاي خاصي از محفظه استفاده ميشوند، مراحل گفته شده تكرار ميشود. صحتسنجي نتايج بدست آمده با استفاده از نتايج تست تجربي مورد بررسي و مقايسه قرار گرفتهاند. در گام آخر مطالعه و ارزيابي تأثير روشهاي ساخت محفظه بر افزايش عمر خستگي محفظه محور عقب كاميون مورد بررسي قرار ميگيرد. در اين مطالعه بهمنظور صرفهجويي در انرژي ملي و لزوم كاهش آلايندهها، كاهش وزن كاميونهاي سنگين مورد مطالعه و بررسي قرار ميگيرد. چند پارامتر مربوط به فرايند شكلدهي با مهرزني داغ محفظه محور متحرك كاميونهاي سنگين بررسي ميشوند.
چكيده انگليسي :
Many of the mechanical parts of cars and structures used in power plants, petrochemical industries, aviation, etc., are subjected to various cyclic loads such as low-cycle or high-cycle fatigue stresses. The most important failure factor in such parts is fatigue. Therefore, it is very important to investigate different methods of fatigue life evaluation. This research has been carried out according to the country's need for an axle housing part in the automotive industry and to prevent human and financial losses so that in the end it is possible to assemble axle housing that is suitable for the type of vehicle operation and avoid the waste of economic costs. We can use this research as preliminary research to enter the axle housing industry. In this research, the complete process of stress analysis, crack growth, and fatigue life in the part of the rear axle housing of the truck has been investigated. First, the axis chamber is modeled with CATIA software. Then, using ABAQUS software, a simulation is done on the container. The first stage is related to the simulation of stress analysis and determining the critical position of the chamber axis, and in the second stage, by placing a crack in the said critical position, crack propagation is investigated using the XFEM method and the Paris equation. In the next step, stress analysis related to the smooth and rough road is done in ABAQUS software and life estimation for the said conditions is done in Msc.Fatigue software. In this step, for smooth road conditions, fewer and smaller swing loads are applied to the axle housing. Also, for working conditions on rough roads or mine, compared to working on a smooth road, more and bigger swinging forces are applied to the axle housing. In the following, the analyzes have been carried out and in each step, the number of cycles that the container under load can withstand is evaluated. Said analyzes were performed using S460N material. This material is used in the process of making most of the enclosures. In the next step, to achieve the optimal fatigue life, the abovementioned steps are repeated for three different materials that are used to make certain models of the enclosure. Validation of the obtained results has been investigated and compared using experimental test results. In the last step, the study and evaluation of the effect of chamber construction methods on increasing the fatigue life of the rear axle chamber of the truck are investigated. In this study, in order to save national energy and the need to reduce pollutants, the study and way of reducing the weight of heavy trucks are investigated. Several parameters related to the hot stamping forming process of the movable axle housing of heavy trucks are investigated.