شماره مدرك
21005
شماره راهنما
18030
پديد آورنده
عيسوي بهبهاني، زهرا
عنوان
تحليل خستگي تماس غلتشي بيرينگها در حضور روانكاري با روغن با در نظر گرفتن اثر حفرهحفره شدن
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي
طراحي جامدات
محل تحصيل
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
سال دفاع
1404
صفحه شمار
سيزده، 83ص. : مصور، جدول، نمودار
توصيفگر ها
خستگي تماس غلتشي , حد خستگي , مدل يوانيديس-هريس , حفرهحفره شدن , تنش برشي زيرسطحي , مكانيك آسيب پيوسته
تاريخ ورود اطلاعات
1405/02/09
كتابنامه
كتابنامه
رشته تحصيلي
مهندسي مكانيك
دانشكده
مهندسي مكانيك
تاريخ ويرايش اطلاعات
1405/02/12
كد ايرانداك
23217297
چكيده فارسي
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.
چكيده انگليسي
The phenomenon of rolling contact fatigue (RCF) is one of the most common causes of failure in machine elements, including bearings. This type of fatigue usually appears as subsurface or surface cracks, which eventually lead to pitting or micro-pitting. one of the most critical surface failures in rolling bearings. These failures result from repetitive stresses in the contact region between the rolling element and the raceway, significantly affecting the system’s performance. A precise understanding of contact behavior and an accurate analysis of the stresses responsible for pitting play a key role in predicting bearing life. In this study, to achieve a more accurate prediction of fatigue life due to pitting, the actual contact friction coefficient was first determined using data obtained from previous studies. Subsequently, surface and subsurface stresses were calculated. The critical subsurface shear stresses were found to play an important role in the initiation of subsurface cracks associated with pitting. Next, two advanced fatigue models ‚the Continuum Damage Mechanics (CDM) model and the Harris–Landis empirical model‚ were implemented and compared. Both models estimate fatigue life based on the maximum shear stress but use different approaches: the CDM model is based on continuous damage evolution, while the Harris–Landis model relies on defining a fatigue stress threshold. The results show that at high stress levels, the CDM model provides a more conservative life prediction, whereas the Harris–Landis model, due to the existence of a fatigue limit, predicts longer fatigue lives within certain stress ranges. This discrepancy highlights the sensitivity of life prediction to the chosen model and the significant role of the fatigue threshold in life analysis. This research provides a simplified yet accurate framework for predicting pitting fatigue life, which can be effectively applied to the improved design of industrial bearings. Finally, the effects of parameters such as load, residual stress, and the position of critical stress on fatigue life estimation were investigated.
استاد راهنما
صالح اكبرزاده
استاد داور
حسين جعفرزاده , محمد مشايخي