تحقیق تجربی برای بدست آوردن ضریب اصطکاک و استفاده از آن برای تحلیل المان محدود و پدیده سایش در اتصالات دو لبه برشی

دراین پایان نامه هدف بررسی تغییر ضریب اصطکاک در پدیده ی خستگی مالشی و استفاده از نتایج حاصل برای تحلیل المان محدود در اتصالات دو لبه ی برشی می باشد. جهت بررسی اثر تغییر ضریب اصطکاک از تست استاندارد موجود در این زمینه استفاده می شود. جنس پد ونمونه ی تحت بارگذاری خستگی آلومینیوم 2024-t3 می باشد. برای انتقال نیروی عمودی به پد آلومینیومی از یک پیچ شش گوش m6 استفاده شده است که در یک قاب قرار دارد. در زیر پیچ از یک ساچمه ی فولادی استفاده شده است تا انتقال بار عمودی بصورت کاملاً نقطه ای انجام گیرد. برای اینکه از اثرات ناشی از خمش در هنگام سفت کردن پیچ روی پد آلومینیومی جلوگیری شود، از یک پد فولادی که انتقال دهنده ی نیروی عمودی ناشی از بستن پیچ به پد آلومینیومی است استفاده می-شود که بین ساچمه ی زیر پیچ و پد آلومینیومی قرار می گیرد. ابتدا ارتباط بین گشتاور اعمالی به پیچ و نیروی پیش بار با استفاده از کرنش های کششی ایجاد شده در قاب بدست آمده است. سپس تحت سه گشتاور پیچشی مختلف، انتقال بار عمودی صورت گرفته است. سپس برای هر گشتاور پیچشی، تست خستگی با اعمال بارهای سیکلی با نیروهای ماکزیمم متفاوت و نیروی مینیمم صفر انجام شده است. جهت تحلیل عددی مسأله و اطلاع از اثر تغییر ضریب اصطکاک در نحوه ی توزیع تنش و کرنش در اتصال دو لبه ی برشی از روش المان محدود به کمک مدلسازی نمونه در نرم افزار ansys استفاده شده است. مرحله ی اول حل عددی به ازای اعمال سه مقدار نیروی پیش بار متناظر با سه مقدار گشتاور انتخابی می باشد. مرحله ی دوم حل عددی با اعمال مقدار تنش ماکزیمم بارهای سیکلی بر ورق (بطور استاتیکی) آغاز می گردد و مرحله ی سوم، باربرداری (بطور استاتیکی) می باشد. نتایج مربوط به هر دو روش عملی و المان محدود از تطابق خوبی برخوردارند و با بررسی و مقایسه-ی نتایج مشاهده می شود که با افزایش ضریب اصطکاک، ناحیه ی تماس تغییر کرده و سبب آسیب بیشتر در سطح می گردد. همچنین تغییر ضریب اصطکاک سبب اصلاح دامنه ی تنش شده و باعث تغییر مکان شکل گیری و گسترش ترک می شود. همچنین تغییر ضریب اصطکاک سبب می شود که نتایج حاصل از شبیه سازی در مورد مکان هایی که سایش رخ داده اند، انطباق قابل ملاحظه ای با نتایج آزمایشگاهی داشته باشند.