اثر پره های حلقوی بر عمر خستگی کم چرخه چندراهه دود

عاشوری, حجت

اثر پره های حلقوی بر عمر خستگی کم چرخه چندراهه دود

نویسنده

حجت عاشوری

چکیده

اثر پره ‏های محیطی بر تنشهای حرارتی و عمر خستگی کمچرخه چندراهه دود بررسی شده است. ابتدا طرح چندراهه دود در نرمافزار سالیدورکز شاخته شد. سپس سه پره‏ محیطی با ضخامت چهار میلیمتر در قسمت خروجی چندراهه دود طراحی شد. از نرمافزارANSYS Workbench به منظور تعیین تنش و عمر خستگی براساس معیارهای مارو و اسمیت-واتسون- تاپر استفاده شده است. درنهایت، بهبود عمر خستگی کمچرخه ارزیابی شد. با هدف افزایش دقت نتایج عمر خستگی کمچرخه، خواص مواد وابسته به دما تعریف شد. نتایج تحلیل اجزای محدود نشان داد که پره‏های محیطی باعث کاهش دمای چندراهه دود در حدود 32,54 درجه سانتیگراد میشوند. در نتیجه چندراهه دود دمای کمتری را تحمل می‏نماید و عمر خستگی آن افزایش خواهد یافت. نتایج تحلیل گرمائی-مکانیکی نشان داد که به علت کاهش دما، تنش در چندراهه دود اصلاح شده حدود 22 مگاپاسکال کاهش مییابد که باعث افزایش عمر خستگی خواهد شد. نتایج تحلیل عمر خستگی کمچرخه نشان داد که تعداد چرخه‏های گسیختگی چندراهه دود اصلاح شده حدود 55% از چندراهه دود اولیه بیشتر است.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Effect of perimeter fins in low cycle fatigue for exhaust manifold

نویسنده [English]

Hojjat Ashouri

چکیده [English]

The effect of perimeter fins on the thermal stress and low cycle fatigue life (LCF) of exhaust manifolds was investigated. For doing this, Solidworks software was used to model the exhaust manifolds. Three Perimeter fins with 4 mm thickness was attached to the modified exhaust manifolds outlet section. Then ANSYS Workbench software was used to determine stress and fatigue life based on Morrow and Smith-Watson-Topper (SWT) approaches. Finally, the improvement of the low cycle fatigue life was studied. The temperature-dependent of material parameters was considered in order to increase the accuracy of LCF life results. The results of finite element analysis (FEA) uncovered the fact that perimeter fins reduce the temperature distribution in the exhaust manifolds about 32.54°C. As a result, the exhaust manifolds tolerates lower temperature and fatigue life will increase. The results of thermo-mechanical analysis indicated that the stress in the modified exhaust manifolds decreased approximately 22MPa for the sake of depletion of temperature gradient which can lead to higher fatigue lifetime. The results of LCF showed that the number of cycles of failure for modified exhaust manifold is approximately 55% higher than the results obtained from the original exhaust manifolds.

کلیدواژه‌ها [English]