تخمین عمر خستگی خمشی سایشی

در این پژوهش برای تخمین عمر خستگی خمشی سایشی در نمونه های آلومینیومی 7075-t6 از روش فاصله بحرانی استفاده گردید. پارامتر فاطمی-سوشی برای در نظر گرفتن چند محوری تنش درنظر گرفته شد. برای به کار بردن روش فاصله بحرانی دو نمودار مشخصه شاملfspcr-rcr و fspcr-n (که در آن ها fspcr پارامتر فاطمی-سوشی بحرانی، rcr فاصله بحرانی و n عمر خستگی است) با استفاده از دو نمونه شیاردار، با دو هندسه مختلف به دست آمد. سپس، توزیع پارامتر fsp در نمونه های خستگی سایشی بر حسب فاصله از نقطه بحرانی در نیروهای خمشی مختلف محاسبه گردید. این توزیع تنش بر روی منحنی fsp-r منعکس گردید. مقدار fsp در نقطه برخورد برای پیدا کردن عمر مربوطه در نمودار fsp-n به کار برده شد. آزمایش های خستگی خمشی سایشی با استفاده از دستگاه خستگی دورانی مور در فرکانس hz 30 و نیروی فشاری ثابت n 1300 انجام شدند. نتایج عددی و تجربی در دامنه نیروهای کم (عمر بالا) همخوانی بسیار خوبی دارند. در نیروهای بالا (عمرهای کم) این روش محافظه کارانه می باشد. در این پژوهش همچنین اثر هندسه تماس بر عمر خستگی خمشی سایشی مورد ارزیابی قرار گرفت. دو نوع هندسه تماس شامل تماس همدیس و غیر همدیس و برای هر نوع تماس سه طول مشخصه بررسی گردید. در تماس همدیس سه مساحت متفاوت و در تماس غیر همدیس سه شعاع فیلت مختلف مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج نشان داد که عمر خستگی در بعضی شرایط تا 90% کاهش پیدا کرده و این مقدار کاهش بسته به نوع تماس، طول مشخصه و بارگذاری خمشی تغییر می کند. در تماس همدیس در دامنه نیروهای کم با افزایش طول تماس عمر افزایش می یابد اما در دامنه نیروهای بالا عمر خستگی به مقدار خاصی بدون توجه به طول مشخصه همگرا می گردد. در تماس غیر همدیس در شعاع mm5/1 عمر خستگی به مقدار کمینه می رسد. به این معنی که ابتدا با افزایش شعاع فیلت از mm1 به mm5/1 عمر خستگی کاهش می یابد اما با افزایش آن به mm2 افزایش پیدا می کند. از آنجایی که فشار تماسی، تنش برشی و دامنه لغزش تأثیر بسزایی بر عمر خستگی سایشی دارند، این پارامترها با استفاده از مدل سازی در نرم افزار abaqus بررسی گردیدند و برای شرایط مختلف با یکدیگر مورد مقایسه قرار گرفتند. نتایج عددی همخوانی مناسبی با نتایج تجربی داشتند. همچنین، برای توجیه برخی از پدیده ها، سطوح شکست با استفاده از میکروسکوپ نوری بررسی شدند.