یکی از مهمترین مسائل دوام موتور ترک های ایجاد شده در پل بین سوپاپ های سرسیلندر است. بنابراین شبیه سازی و تحلیل ترک های خستگی ضروری است. در این پژوهش، تحلیل عمر خستگی کم چرخه سرسیلندر با استفاده از روش اجزای محدود و نرم افزار انسیس به منظور پیش بینی دما و تنش و سپس عمر خستگی کم چرخه با استفاده از تئوری مارو و نرم افزار ان کد دیزاین لایف انجام شده است. از ترکیب الگوی سخت شوندگی غیرخطی همگن-سینماتیک چابوچه با قانون تنش ویسکوز به منظور درنظر گرفتن اثر تنش ویسکوزیته استفاده شده است. خواص مکانیکی آلیاژ آلومینیم- سیلیسیم-منیزیم با استفاده از تست های خستگی کم چرخه در دماهای مختلف بدست آمده است.  تست های خستگی کم چرخه به وسیله نرم افزار انسیس شبیه سازی شد و نشان داده شد که انطباق بسیار مناسبی بین نتایج تجربی و شبیه سازی شده وجود دارد. نتایج تحلیل اجزای محدود نشان داد که ماکزیمم دما و تنش در سرسیلندر 205.67 درجه سانتیگراد و 83.958 مگاپاسکال است. نتایج تحلیل عمر خستگی کم چرخه نشان داد که درنظر نگرفتن اثر تنش ویسکوزیته  باعث می شود که تعداد سیکل های گسیختگی 105 سیکل یا حدود 5.9 درصد بیشتر از میزان مجاز تخمین زده شود. بنابراین لازم است اثر تنش ویسکوزیته در تحلیل عمر خستگی کم چرخه سرسیلندر درنظر گرفته شود.

یکی از مهمترین مسائل دوام موتور ترک های ایجاد شده در پل بین سوپاپ های سرسیلندر است. بنابراین شبیه سازی و تحلیل ترک های خستگی ضروری است. در این پژوهش، تحلیل عمر خستگی کم چرخه سرسیلندر با استفاده از روش اجزای محدود و نرم افزار انسیس به منظور پیش بینی دما و تنش و سپس عمر خستگی کم چرخه با استفاده از تئوری مارو و نرم افزار ان کد دیزاین لایف انجام شده است. از ترکیب الگوی سخت شوندگی غیرخطی همگن-سینماتیک چابوچه با قانون تنش ویسکوز به منظور درنظر گرفتن اثر تنش ویسکوزیته استفاده شده است. خواص مکانیکی آلیاژ آلومینیم- سیلیسیم-منیزیم با استفاده از تست های خستگی کم چرخه در دماهای مختلف بدست آمده است.  تست های خستگی کم چرخه به وسیله نرم افزار انسیس شبیه سازی شد و نشان داده شد که انطباق بسیار مناسبی بین نتایج تجربی و شبیه سازی شده وجود دارد. نتایج تحلیل اجزای محدود نشان داد که ماکزیمم دما و تنش در سرسیلندر 205.67 درجه سانتیگراد و 83.958 مگاپاسکال است. نتایج تحلیل عمر خستگی کم چرخه نشان داد که درنظر نگرفتن اثر تنش ویسکوزیته  باعث می شود که تعداد سیکل های گسیختگی 105 سیکل یا حدود 5.9 درصد بیشتر از میزان مجاز تخمین زده شود. بنابراین لازم است اثر تنش ویسکوزیته در تحلیل عمر خستگی کم چرخه سرسیلندر درنظر گرفته شود.

اثر پره های محیطی بر تنش های حرارتی و عمر خستگی کم چرخه چندراهه دود بررسی شده است. ابتدا طرح چندراهه دود در نرم افزار سالیدورکز شاخته شد. سپس سه پره محیطی با ضخامت چهار میلیمتر در قسمت خروجی چندراهه دود طراحی شد. از نرم افزارANSYS Workbench به منظور تعیین تنش و عمر خستگی براساس معیارهای مارو و اسمیت-واتسون-تاپر استفاده شده است. درنهایت، بهبود عمر خستگی کم چرخه ارزیابی شد. با هدف افزایش دقت نتایج عمر خستگی کم چرخه، خواص مواد وابسته به دما تعریف شد. نتایج تحلیل اجزای محدود نشان داد که پره های محیطی باعث کاهش دمای چندراهه دود در حدود 32, 54 درجه سانتیگراد می شوند. در نتیجه چندراهه دود دمای کمتری را تحمل می نماید و عمر خستگی آن افزایش خواهد یافت. نتایج تحلیل گرمایی-مکانیکی نشان داد که به علت کاهش دما، تنش در چندراهه دود اصلاح شده حدود 22 مگاپاسکال کاهش می یابد که باعث افزایش عمر خستگی خواهد شد. نتایج تحلیل عمر خستگی کم چرخه نشان داد که تعداد چرخه های گسیختگی چندراهه دود اصلاح شده حدود 55% از چندراهه دود اولیه بیشتر است. متن کامل این مقاله به زبان انگلیسی می باشد. لطفا برای مشاهده متن کامل مقاله به بخش انگلیسی مراجعه فرمایید.لطفا برای مشاهده متن کامل این مقاله اینجا را کلیک کنید.

این مقاله با شبیه سازی خستگی کم چرخه (LCF)، به دنبال ارزیابی پارامترهای خستگی، خواهد بود که برای برآورد عمر خستگی تحت بارگذاری تک محوره مناسب است .پاسخ تنش کرنش الاستیک و پلاستیک سیکلی با استفاده از روش های پلاستیسیته تجزیه و تحلیل شد. شبیه سازی المان محدود (FE) رفتار غیر الاستیک ماده با استفاده از بسته المان محدود آباکوس انجام یافته است. با استفاده از این نرم افزار المان محدود رفتار سیکلی آلیاژ A356 آلومینیم کالیبره شده است. برای تایید تجربی، یک سری از آزمایش های خستگی کم چرخه تحت فشار کنترل شده و سیکل های کاملا معکوس شونده با استفاده از دستگاه MTS 810 سروو- هیدرولیک و با کنترولر MTS Flex Test GT در 120 و 280 درجه سانتی گراد انجام شده است. مقایسه بین شبیه سازی عددی و مشاهده های تجربی نشان دهنده تطابق قابل قبول است. بر اساس پاسخ سیکلی الاستیک - پلاستیک تنش-کرنش، آزمایش و شبیه سازی محاسبه شده برای دامنه کرنش های مختلف، به عنوان پارامتر آسیب خستگی شناخته شده است. ساختار سطح نمونه ها مورد بررسی قرار گرفت و تصاویری از ساختار ساختار دندریتی خاص با بازوهای دندریت ثانویه (SDAS) آنها حدود 25 میکرومتر هستند. نتایج حاصل از آزمایش های هم دما در دماهای C° 120 و 280 در سیکل ثابت شده مشاهده می شود که آلیاژ در دمای 120 درجه سانتی گراد رفتار سخت شوندگی سیکلی از خود نشان می دهد و در دمای 280 درجه سانتی گراد رفتار آن نرم شوندگی سیکلی است.

سرسیلندر موتور دیزل بعلت بارگذاری و هندسه پیچیده آن یکی از چالش برانگیزترین قطعات موتور است. یکی از مهمترین مسائل دوام موتورهای دیزل ترکهای ایجاد شده در پل بین دریچه ها است. هدف این پژوهش، تحلیل ترمومکانیکی سرسیلندر موتور دیزل با استفاده از الگوی ویسکوپلاستیسیته دو لایه است. نتایج تحلیل ترمومکانیکی نشان داد که ماکزیمم دما و تنش در ناحیه پل بین دو سوپاپ گاز و دود رخ می دهد. نتایج تحلیل المان محدود با آزمونهای تجربی انجام شده در منابع که سرسیلندر در این ناحیه ترک خورده است، مطابقت دارد. نتایج تحلیل ترمومکانیکی نشان داد که تنش در این ناحیه در زمان روشن بودن موتور فشاری است که ناشی از بارگذاری حرارتی و فشار احتراق است. تنش فشاری بعد از خاموش شدن موتور به تنش کششی تبدیل می شود که ناشی از بارهای همبندی است. پل بین دو سوپاپ گاز و دود تحت تنش سیکلی کششی و فشاری و درنتیجه تحت خستگی کم چرخه قرار دارد. بعد از چند سیکل ترکهای خستگی در این ناحیه ایجاد می شود. عمر این ناحیه را می توان با تحلیلهای المان محدود به جای آزمونهای اعتبارسنجی تعیین نمود. مقدار کرنش ویسکوز از کرنش پلاستیک بیشتر بود و مقدار آن قابل صرفنظر کردن نیست.

بعد از زلزله نورتریج، محققین بسیاری یکی از علل شکست اتصالات را وقوع پدیده خستگی کم چرخه تحت بارهای سیکلیک زلزله معرفی نمودند. مطالعات انجام شده در زمینه خستگی کم چرخه در سازه های قاب خمشی فولادی، اغلب به صورت آزمایشگاهی، تحلیلی و به صورت موضعی در قالب اتصال انجام شده است، لذا لزوم ارزیابی نقاط بحرانی کل سازه و تاثیر پارامترهای لرزه ای در مقیاس کلی قاب، بیشتر احساس می شود. در مقاله حاضر ضمن مدل سازی و انجام آنالیز دینامیکی یک قاب خمشی فولادی، تاثیر خستگی کم چرخه تحت زلزله های مختلف در اتصالات قاب مذکور مورد بررسی قرار گرفته است. میزان آسیب و یا کاهش عمر خستگی هماهنگی مناسبی با طیف پاسخ زلزله های متفاوت در پریود سازه داشته است. همچنین نتایج نشان می دهد افزایش ماکزیمم شتاب زلزله، سبب افزایش آسیب خستگی در اتصال شده است و با کاهش 68 درصدی مدت زلزله در تحلیل، آسیب خستگی در اتصال با 17 درصد کاهش (بطور متوسط) همراه بوده است.

در سیستم های قاب خمشی فولادی که شامل تیرهای عمیق است، تامین طول مورد نیاز برای جوش منجر به استفاده از ورق های تقویتی با طول زیاد می شود. مشکل اصلی استفاده از ورق با طول زیاد، افزایش تقاضای لنگر خمشی در محل وجه ستون و در نتیجه افزایش احتمال شکست ترد در اتصال است. یکی از روش های بهبود عملکرد اتصال در مقابل این پدیده، اصلاح هندسه ی ورق بدون افزایش طول آن است. در بارگذاری های با تعداد چرخه کم و دامنه بارگذاری بالا که اصطلاحا به آن خستگی کم چرخه می گویند، احتمال شکست ترد یا شکل پذیر وجود دارد. در این پژوهش، با استفاده از روشی میکرومکانیکی برای تشخیص خرابی در فولاد، عملکرد چرخه ای اتصال خمشی تایید صلاحیت شده با ورق انگشتی در برابر ترک خوردگی شکل پذیر مورد ارزیابی قرار می گیرد. نتایج تحلیل نشان می دهد این اتصال در برابر ترک خوردگی در بارگذاری کم چرخه با دامنه بالا عملکرد مطلوبی دارد.

در اثر زیان های تجمعی ناشی از بارهای رفت و برگشتی (پدیده خستگی کم چرخه)، نیاز شکل پذیری سازه ها در برابر زلزله های شدید افزایش می یابد. به همین دلیل، در طراحی سازه ها، ظرفیت شکل پذیری سازه ها، کمتر از حالت معمول در نظر گرفته می شود. در این تحقیق، تاثیر خستگی کم چرخه بر ظرفیت شکل پذیری سازه ها، مورد بررسی قرار گرفت. برای این منظور هفت شتاب نگاشت مربوط به حرکت افقی زمین در خاک نوع 2 انتخاب شد. این شتاب نگاشت ها، به سیستم یک درجه آزادی با مدل های مختلف بار- تغییرشکل، اعمال شد و نیازهای شکل پذیری در برابر آن ها تعیین شد. برای بررسی تاثیر خستگی کم چرخه، مدل های مختلف آسیب برای پدیده خستگی در نظر گرفته شد و ضریب شکل پذیری متناسب با آن ها تعیین شد. این مدل ها بر پایه تغییرمکان ماکزیمم، اتلاف انرژی ماکزیمم و ترکیب تغییرمکان ماکزیمم و اتلاف انرژی ماکزیمم استوار است. تغییرات ضریب شکل پذیری بر حسب پارامتر (g) که تابعی از انرژی چرخه ای، تغییرمکان ماکزیمم و فرکانس طبیعی است بیان گردید و رابطه ای برای آن ارائه شد. نتایج نشان می دهد که پارامتر (g) در تمام طول بازه زمان تناوب، نسبتا پایدار و تقریبا برابر 0.9 است.

در این پژوهش رفتار خستگی سنگ های تونالیت تحت بارگذاری چرخه ای تک محوره بررسی شد. بدین منظور دو نوع بارگذاری نیرو کنترل و جابه جایی کنترل استفاده شد. آزمون های نیرو کنترل در ترازهای تنش متغییر و دامنه ی بارگذاری ثابت (82% مقاومت تک محوری) و فرکانس یک هرتز انجام شد. آزمون جابه جایی کنترل به صورت پله ای با افزایش دامنه ی بارگذاری انجام شد. نتایج آزمون های خستگی انجام شده توسط پارامترهای آسیب خستگی شامل کرنش بیشینه و کمینه ی محوری، کرنش بیشینه و کمینه ی جانبی، مدول­ های مماسی و متقاطع، چقرمگی و انرژی وارفتگی مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که این تیپ سنگی کاهش چشم گیری در مقاومت خود به دلیل آسیب خستگی نشان می دهد. از بین پارامترهای آسیب خستگی، پارامتر کرنش جانبی آسیب سه مرحله ای خستگی را به بهترین شکل نشان می دهد. این مطلب مؤید این نکته است که ترک های ایجاد شده در راستای بارگذاری جهت یافته­ اند. هم چنین، آزمون­ های جابه جایی کنترل نشان داد که رفتار این تیپ سنگی از نوع کرنش نرم شوندگی است.

در این پژوهش با استفاده از فرآیند اصطکاکی اغتشاشی برای تولید کامپوزیتهای سطحی با سرعت پیشروی و دورانی ثابت، نمونه در تعداد پاس های مختلف (یک، سه و پنج) ساخته و برای بدست آوردن محدوده تنش و انجام تنظیمات دستگاه و اعمال بارگذاری آزمون خستگی، تست کشش انجام می شود. نتایج بررسی ریزساختار نشان داد با افزایش تعداد پاس، توزیع ذرات زمینه بهترشده و بیشترین استحکام تسلیم نمونه های کامپوزیتی، برای نمونه یک پاس می باشد نتایج حاصل تست خستگی نمونه ها مشخص شد نمونه سه پاس-دوم بیشترین عمر خستگی پرچرخه را بین کامپوزیت های ساخته شده دارد. هدف اینست با فرآیند اصطکاکی اغتشاشی عیوب ریختگری را حذف و ریزساختار فلزی بهبود یابد نتیجتا سختی و استحکام فلز بهبودیافته و مقاومت به سایش، خستگی و خوردگی افزایش یابد و شکل پذیری بهبود یابد در نتیجه افزایش تعداد پاس منجر به توزیع همگن و یکنواخت ذرات تقویت کننده شده است. افزایش تعداد پاس سبب توزیع و جدایش بهتر ذرات کاربیدسیلیسیم در فاز زمینه شده است.