توصيفگر ها :
خستگي نوساني , مكانيك آسيب پيوسته , تنش‌هاي سطحي و زير سطحي , تماس الاستيك خطي
چكيده فارسي :
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.
چكيده انگليسي :
By consideration of mechanical contact and vibration in the most equipment, fretting damage can be seen broadly. Because of the extensiveness of the fretting damage, many of scientists have tried to analysis the various aspects of this phenomenon including wear, fatigue, developing new material, temperature rising, etc. This article applies analytical and numerical method to study of the fretting fatigue and temperature rising due to fretting damage by assuming a two-dimensional smooth elastic line contact. Therefore, at the first, introduction and calculation of surface and subsurface stress field will be occurred and the critical point will be distinguished. In the following, a Continuum Damage Mechanic (CDM) will be implemented in the present paper to predict the fretting fatigue life of shot-peened aluminium alloy. At the second, a new dimensionless integral will be introduced to calculate the temperature rising due to fretting oscillation. The implemented CDM method showed good results in prediction of the fretting fatigue life. The results, by more simplicity and rapidness, are as precise as the results published in other paper which had used from other method like FEM, critical plane, etc. Modelling of temperature rising by extracted dimensionless integral, presented accurate results in comparison with data published in previous articles. Finally, Study on stainless steel, aluminium and titanium alloys cleared that temperature rising of titanium alloy is more than others and thermal stress can be more problematic in this alloy at high oscillation frequencies. Aluminium showed the lowest level of temperature rising because of its high thermal conductivity coefficient.
