مقاله تحلیل تنش و بررسی ترک در اتصال پیچ و مهره به منظور تخمین عمر خستگی روش¬های تخمین عمر

توضیحات

 مقاله تحلیل تنش و بررسی ترک در اتصال پیچ و مهره به منظور تخمین عمر خستگی روش¬های تخمین عمر دارای 8 صفحه می باشد و دارای تنظیمات در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است

فایل ورد مقاله تحلیل تنش و بررسی ترک در اتصال پیچ و مهره به منظور تخمین عمر خستگی روش¬های تخمین عمر  کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه  و مراکز دولتی می باشد.

توجه : در صورت  مشاهده  بهم ریختگی احتمالی در متون زیر ،دلیل ان کپی کردن این مطالب از داخل فایل ورد می باشد و در فایل اصلی مقاله تحلیل تنش و بررسی ترک در اتصال پیچ و مهره به منظور تخمین عمر خستگی روش¬های تخمین عمر،به هیچ وجه بهم ریختگی وجود ندارد

بخشی از متن مقاله تحلیل تنش و بررسی ترک در اتصال پیچ و مهره به منظور تخمین عمر خستگی روش¬های تخمین عمر :

بخشی از فهرست مقاله تحلیل تنش و بررسی ترک در اتصال پیچ و مهره به منظور تخمین عمر خستگی روش¬های تخمین عمر

فهرست:

ندارد
 

منبع:

ندارد

شکست اجزای مکانیکی در اثر خستگی، فرآیندی است ناگهانی که قبل از شکست هیچ تغییری در کارکرد قطعه مشاهده نمی­شود. در بسیاری از موارد وقوع آن بسیار خطرناک و پر هزینه می­باشد. مانند تخریب پل­، شکست اجزای مختلف توربین، شکست اجزای مختلف هواپیما و بسیاری دیگر از موارد. با توجه به این نکته، تخمین عمر اجزای خستگی همواره مورد توجه پژوهشگران بوده و روش­های مختلفی برای تخمین عمر ارائه کرده­اند. به طور کلی روش­های مختلف را می­توان در چهار دسته، طبقه‌بندی کرد که عبارتند از:

روش ­های بر پایه تنش

روش­های بر پایه کرنش

روش­های بر پایه مکانیک شکست

روش فاصله بحرانی

 روش­های بر پایه تنش

روش­های بر پایه تنش یکی از قدیمی‌ترین راه­های تخمین عمر هستند که از اواسط قرن نوزدهم معمول شده­اند و به روش S-N نیز شهرت دارند. در مواردی کاربرد مناسبی دارند که تنش­های سیکلی، پارامتر تعیین کننده بوده و تغییر شکل­های پلاستیک در قطعه کم باشند. در این روش، عمر قطعه با استفاده از نمودار S-N نمونه استاندارد تخمین زده می­شود. به عنوان مثال در شکل 1 یک منحنی S-N برای فولاد UNS G41300 نشان داده شده است. دو ناحیه مجزا در آن قابل تشخیص می­باشد: ناحیه کم چرخه و ناحیه پر چرخه. ناحیه کم چرخه تا عمر 103 و ناحیه پر چرخه از 103 بیشتر را شامل می­شود. در یک تقسیم‌بندی دیگر عمر کمتر از 106 را عمر محدود و عمر بیشتر از آن را عمر نامحدود می­نامند. همان گونه که از این نمودار می­توان دریافت، تنش­های کمتر از MPa 50 باعث شکست ماده نمی­شوند. این سطح تنش را حد دوام یا حد خستگی می­نامند و با  نشان می­دهند. در موادی مانند فولادها از این عمر به بعد قطعه تحت بارگذاری خستگی نمی­شکند، بنابراین به دست آوردن آن یکی از پارامترهای مهم در طراحی می­باشد. در بسیاری از موارد عمر متناظر با آن را 106 در نظر می­گیرند.

شکل 1 - نمودار S_N برای فولاد UNS G41300.

با توجه به شکل 1 رابطه تنش و عمر در مختصات لگاریتمی در ناحیه عمر محدود به صورت خطی می­باشد. بنابراین، در این محدوده می­توان معادله­ای بین عمر و تنش به صورت رابطه زیر برقرار کرد.

 در این رابطه b توان استحکام خستگی،  ضریب استحکام خستگی،  دامنه تنش و  عمر خستگی در ناحیه عمر محدود می­باشد. این رابطه به رابطه باسکوین شهرت دارد. برای به دست آوردن ضریب و توان استحکام خستگی می­توان از نمودار S-N کمک گرفت. به عنوان مثال اگر  باشد، آنگاه  خواهد بود. البته، باید دقت کرد که این رابطه برای قسمت خطی نمودار صادق است و برای به دست آوردن مقدار  در عمر 1 دور، نیاز به برون‌یابی می­باشد.

روش­های بر پایه کرنش

در قسمت قبل در مورد روش تخمین عمر بر پایه تنش توضیحاتی ارائه گردید. این روش در جاهایی کاربرد دارد که تنها تغییر شکل الاستیک روی ­دهد. این در حالی است که با وجود تنش و کرنش الاستیک اسمی، ممکن است ماده به صورت موضعی در نقاط تمرکز تنش، تسلیم شود. در چنین شرایطی از روش­های تخمین عمر بر پابه کرنش استفاده می­گردد. این روش­ها در اواخر دهه 1950 پایه­گذاری شدند و نسبت به روش­های بر پایه تنش در تخمین عمر موفق­تر عمل کرده­اند. در روش­های بر پایه کرنش، عمر لازم برای ایجاد ترک و رشد ترک‌های کوچک در ناحیه تمرکز تنش را می­توان با عمر نمونه استاندارد برابر گرفت. این موضوع در شکل 2 نشان داده شده است. بر اساس این روش دامنه کرنش پارامتر تعیین کننده در تخمین عمر می­باشد. بنابراین، دامنه کرنش در ناحیه بارگذاری با نمودار کرنش _ عمرنمونه استاندارد تحت بارگذاری کرنش کنترل مقایسه می­گردد و عمر قطعه تخمین زده می­شود. در شکل 3 نمودار کرنش _ عمر به صورت شماتیک نشان داده شده است.

شکل 3 - اساس روش تخمین عمر بر پایه کرنش.

شکل 4- نمودار شماتیک کرنش عمر

در حالت کلی، دامنه کرنش کل برابر با مجموع دامنه کرنش الاستیک و دامنه کرنش پلاستیک می­باشد. در پدیده خستگی در ناحیه عمر بالا تغییر شکل مواد به صورت الاستیک است. بنابراین، در این محدوده دامنه کرنش الاستیک عامل تعیین کننده در تخمین عمر می­باشد. در شکل 3 دامنه کرنش الاستیک به صورت خط مجانب در عمر بینهایت نشان داده شده است. این در حالی است که در عمرهای کم تغییر شکل­های پلاستیک افزایش می­یابند. پس، در این ناحیه دامنه کرنش پلاستیک تعیین کننده­ است. در شکل 3 عمر مربوط به دامنه کرنش پلاستیک به صورت مجانب در عمرهای کم مشخص گردیده است. با توجه به این شکل دامنه کرنش کل را می­توان با جمع کردن دو رابطه خطی برای دامنه کرنش الاستیک و کرنش پلاستیک به دست آورد. رابطه­ای که توسط مارو برای آن پیشنهاد گردید به صورت معادله زیر می­باشد.

 روش­های بر پایه مکانیک شکست

شکست خستگی خود را به صورت یک ترک رشد کرده نشان می­دهد. در هر سیکل بارگذاری ترک به اندازه کمی رشد می­کند. بنابراین، با پیدا کردن روشی برای تعیین میزان رشد ترک در هر سیکل می­توان عمر کل رشد ترک را تخمین زد. به طور کلی یک فرآیند خستگی را می­توان به سه بازه تقسیم کرد: (i) جوانه زنی ترک، (ii) رشد ترک، (iii) شکست ترد. روش مکانیک شکست با بررسی شرایط بارگذاری بر روی ترک، عمر لازم برای رشد آن را پیش‌بینی می­کند. به طور کلی می­توان حالت‌های مختلف بارگذاری روی یک ترک را ترکیبی از سه مد نشان داده‌شده در شکل 4 در نظر گرفت. در مد I ترک تحت بارگذاری کشش

برای دریافت اینجا کلیک کنید