تحقیقات موتور

تحقیقات موتور

بررسی اثر اندازه لقی در اتصال انطباقی بر استحکام خستگی طبق مثلثی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
شهاب مرادی کلارده 1
سید وحید حسینی 2
مهدی حیدری 2
هادی پروز 2
1 کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی مکانیک و مکاترونیک دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، ایران
2 عضو هیئت علمی، دانشکده مهندسی مکانیک و مکاترونیک دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، ایران
10.22034/er.2022.697918
چکیده
امروزه خودروها به عنوان وسایل نقلیه پرکاربرد در زندگی روزمره مردم نقش اساسی ایفا می­کنند. بنابراین تضمین عملکرد ایمن قطعات خودرو که با اتصالات مختلف به یکدیگر وصل شده­اند و متأثر از تنش­های نوسانی زیادی می­باشند بسیار دارای اهمیت است. بنابراین بررسی استحکام خستگی قطعات و اتصالات مختلف خودرو یکی از الزامات تضمین کیفیت و ایمنی خودرو می­باشد. از این‌رو، در پژوهش حاضر استحکام اتصال انطابقی بوش با طبق مثلثی که سیستم تعلیق را به شاسی خودرو اتصال می­دهد با استفاده از آزمون خستگی پلکانی و شبیه­سازی المان محدود مورد ارزیابی قرار گرفت. برای این منظور ابتدا فیکسچر متناسب با ابعاد قطعه و دستگاه آزمون خستگی طراحی و ساخته شد. همچنین شبیه­سازی المان محدود اتصال بوش و طبق مثلثی با درنظرگرفتن مقادیر انطباق­های متفاوت انجام شد و بر اساس معیارهای گربر و گودمن بررسی شد. سپس جهت صحه­گذاری نتایج شبیه­سازی، آزمون­های خستگی به روش پلکانی انجام شد. نتایج تجربی نشان داد که حد دوام برای قطعات با مقادیر تداخل 0.22، 0.15 و 0.30 میلی­متر به ترتیب معادل 1.41، 1.17 و 1.17 برابر نیروی اعمالی در خودرو است. همچنین میانگین ضریب ایمنی گربر که از نتایج شبیه­سازی المان محدود محاسبه شد به ترتیب معادل 1.16، 1.12 و 1.07 می­باشد. با توجه به نتایج معیارهای گودمن و گربر بیشترین ضریب اطمینان برای اتصال با تداخل 0.22 میلی­متر تخمین زده شد که با نتایج آزمون تجربی نیز منطبق بود. بنابراین می­توان بیان کرد که با تغییرات ناچیز در مقدار اندازه لقی قطعات در اتصالات، حد دوام خستگی قطعات می­تواند به صورت مؤثری بهبود یابد که با نتایج مراجع نیز کاملاً مطابقت دارد. 
کلیدواژه‌ها
آزمون خستگی
اتصال انطباقی
رشد ترک
شبیه سازی المان محدود

عنوان مقاله English

An investigation on the effect of interference clearance of bushing on fatigue strength in triangle suspension

نویسندگان English

Shahab Moradi kelardeh 1
Seyed Vahid Hosseini 2
Mehdi Heidari 2
Hadi Parvaz 2
1 M.Sc., Faculty of Mechanical Engineering, Shahrood University of Technology
2 Assistance Professor, Faculty of Mechanical and Mechatronics Engineering, Shahrood University of Technology
چکیده English

Today, cars play an important role in people's daily lives. Therefore, ensuring the safe operation of car parts and their connections that are affected by high oscillating stresses is very important. since considering the fatigue strength is the requirement to make sure the quality and safety of the cars. Due to this reason, in this paper, the interference fit of the bushing in Triangle suspension was evaluated using a stair case fatigue test and finite element simulation. The finite element simulation of the ​​different interference fit was performed and evaluated according to Gerber and Goodman criteria. Experimental results showed that the durability life for parts with an interference fit ​​of 0.22, 0.15, and 0.30 mm is equal to 1.41, 1.17, and 1.17 times the applied force in the vehicle. Also, the average Gerber safety coefficient calculated from the finite element simulation results is 1.16, 1.12, and 1.07, respectively. According to Goodman and Gerber, the highest reliability interference of 0.22 mm was estimated, which was also consistent with the results of the experimental test. Therefore, it can be said that with small changes in the amount of interference fit of parts in the joints, the fatigue life of the parts can be effectively improved, which is completely consistent with the results of the references

کلیدواژه‌ها English

Crack propagation
Fatigue Test
Finite element
Interference Fit
[1] رحمت الله قاجار و محسن قاجار، مکانیک شکست و خستگی، ویرایش دوم، دانشگاه صنعتی خواجه ­نصیرالدین طوسی، 1400
[2] T.N. Chakherlou, M. Mirzajanzadeh, J. Vogwell, Experimental and numerical investigations into the effect of an interference fit on the fatigue life of double shear lap joints, Engineering Failure Analysis, Vol. 16(7), pp. 2066-2080, 2009
[3] G. Valtinat, I. Hadrych, H. Huhn, strengthening of riveted and bolted steel constructions under fatigue loading by preloaded fasteners-experimental and theoretical investigations, Connections in Steel Structures IV, pp. 464-473, 2000
[4] T.N. Chakherlou, M. Mirzajanzadeh, B. Abazadeh, K. Saeedi, an investigation about interference fit effect on improving fatigue life of a holed single plate in joints, European Journal of Mechanics-A/Solids, Vol. 29(4), pp. 675-682, 2010
[5] M.A. Brown, J.L. Evans, Fatigue life variability due to variations in interference fit of steel bushings in 7075-T651 aluminum lugs, International Journal of Fatigue, Vol. 44, pp.177-187, 2012
[6] M. Ofsthun, when fatigue quality enhancers do not enhance fatigue quality, International Journal of Fatigue, Vol. 25(9-11) , pp.1223-1228, 2003
[7] A. Buch, Fatigue and fretting of pin-lug joints with and without interference fit, Wear, Vol.43(1), pp.9-16, 1977
[8] R. Wardlaw, M. Shultz, D.J. Reddy, Fatigue strength improvement of helicopter steel and titanium lugs with the ForceMate process: analytical prediction versus test results, In Proceedings of 67th American Helicopter Society International Annual Forum, 2011
 [9] K.A. Zakaria, S. Abdullah, M.J. Ghazali, M.Z. Nuawi, M.M. Padzi, Fatigue damage assessment of the engine mount bracket using a statistical based approach. In Advanced Materials Research, Vol. 197, pp.1631-1635, 2011
[10] S. Vinchurkar, P.M. Khanwalkar, A Review on Optimization of Engine Mounting Bracket, International Journal of Engineering Trends and Technology (IJETT), Vol. 35, pp. 47-49, 2016
[11] Narayanan G, Rezaei K, Nackenhorst U. Fatigue life estimation of aero engine mount structure using Monte Carlo simulation. Int J Fatigue, Vol. 83, pp. 53–58, 2016
[12] H.S. T, Mohsin AHM. Using Finite Element Analysis to Study the Static Structural and Fatigue Life of Engine Mounting Bracket. Int J Eng Manag Res, Vol. 5, pp. 370–373, 2015
[13] Deshmukh M, Sontakke KR. Analysis and Optimization of Engine Mounting Bracket. Int J Sci Eng Res, Vol. 3, pp. 131–136, 2015
[14] H.S. Thrilok, H. Ali, Using Finite Element Analysis to Study the Static Structural and Fatigue Life of Engine Mounting Bracket. International Journal of Engineering and Management Research (IJEMR), Vol. 5(3), pp. 370-373, 2015
[15] S.V. Hosseini, S. Moradi Kelardeh, M. Heidari, H. Parvaz, Improvement of Fatigue Life and Dynamic Strength of an Engine Mounting Bracket Using Experimental and Numerical Approaches. Iranian Journal of Science and Technology, Transactions of Mechanical Engineering, pp. 1-15, 2021
 [16] O.H. Basquin, The exponential law of endurance tests, proceedings of the ASTM,30, 625, 1919.
تحقیقات موتور
دوره 67، شماره 67
تابستان 1401
صفحه 30-41

  • تاریخ دریافت 15 بهمن 1400
  • تاریخ بازنگری 29 اردیبهشت 1401
  • تاریخ پذیرش 29 اردیبهشت 1401