بررسی اثر الگوی سطح بر عملکرد قطعات مکانیکی

انواع مختلف سطوح لغزشی مستعد نوعی آسیب سطح تحت عنوان ناپایداری ترموالاستیک هستند. در این پژوهش اثر بافت سطح بر روی ناپایداری ترموالاستیک در رژیم روانکاری مخلوط مورد بررسی قرار می گیرد. بدین منظور از مدلی که شامل یک سطح صیقلی با رسانایی حرارتی بالا و یک سطح زبر با رسانایی حرارتی بسیار پایین است، استفاده می شود و سپس به کمک ضرایب جریان که ضرایب اصلاحی معادله رینولدز برای در نظر گرفتن زبری هستند، تأثیر بافت سطح بر روی ناپایداری ترموالاستیک بررسی می شود. بدین صورت که از الگوریتمی استفاده می شود که به کمک آن برای سه گونه جهت گیری زبری یعنی طولی، عرضی و همسانگرد، سرعت بحرانی که بیشتر از آن ناپایداری ترموالاستیک اتفاق می افتد و منجر به تشکیل نقاط داغ دیده می شود، به دست می آید. در نهایت مشخص می شود که سرعت بحرانی که سطح را در آستانه ی ناپایداری ترموالاستیک قرار می دهد، برای الگوی سطح طولی حالت بهینه دارد و پس از آن الگوی سطح همسانگرد و در نهایت الگوی سطح عرضی قرار دارد. پژوهش دیگری که در کنار این کار صورت گرفت بررسی اثر روش های مختلف پرداخت سطح بر عملکرد چرخدنده مارپیچ در رژیم روان کاری مخلوط می باشد. برای تولید زبری های سطح مختلف از یک مدل کامپیوتری استفاده شده است. در این مدل پارامتر الگوی سطح که نشان دهنده نحوه قرارگیری زبری ها است و همچنین انحراف معیار ارتفاع زبری ها به عنوان ورودی درنظر گرفته می شود و یک پروفیل زبری سطح به صورت عددی تولید می شود. زبری سطح تولید شده سپس در مدل تحلیلی پیش بینی عملکرد چرخدنده مارپیچ تحت رژیم روانکاری مخلوط مورد استفاده قرار می گیرد. نتایج پیش بینی ها نشان می دهد که الگوی سطح عرضی در مقایسه با الگوی سطح طولی و همسانگرد باعث می شود سهم بیشتری از بار توسط لایه روان کار تحمل شود و همچنین ضریب اصطکاک مقدار بیشتری داشته باشد. آزمایش های تجربی نیز جهت مقایسه ی میزان سایش و ضریب اصطکاک در دو الگوی سطح طولی و عرضی توسط دستگاه پین روی دیسک انجام گرفت و مشخص شد که میزان سایش در الگوی سطح عرضی بسیار بیشتر از سایش در الگوی سطح طولی می باشد.