پیش بینی عمر خستگی ترمومکانیکی منیفولد دود براساس مدل سیتقلو با درنظر گرفتن آسیب اکسیداسیون و خزش

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسنده

Department of Mechanical Engineering, Varamin-Pishva Branch, Islamic Azad University, Varamin, Iran

10.22034/er.2023.1996260.1003

چکیده

امروزه منیفولد دود بعلت افزایش قدرت خروجی موتور، کاهش مصرف سوخت و گازهای آلاینده، تنش حرارتی بیشتری را نسبت به گذشته تحمل می‌کند. بنابراین شبیه‌سازی و تحلیل ترکهای خستگی ضروری است. در این پژوهش، تحلیل عمر خستگی ترمومکانیکی منیفولد دود با استفاده از روش اجزای محدود و نرم‌افزار آباکوس به منظور پیش‌بینی دما و تنش و سپس عمر خستگی ترمومکانیکی با استفاده از تئوری سیتقلو و نرم‌افزار فمفت انجام شده است. خواص مکانیکی چدن داکتیل(HiSiMo) با استفاده از تستهای خستگی کم‌چرخه و کشش در دماهای مختلف بدست آمده است. نتایج تحلیل اجزای محدود نشان داد که ناحیه همریختگاه ماکزیمم دما و تنش را تحمل می‌کند. نتایج شبیه‌سازی شده نشان داد که حداقل عمر خستگی ترمومکانیکی در ناحیه‌ای که دما و تنش حداکثر است، رخ می‌دهد. نتایج تحلیل خستگی ترمومکانیکی ثابت کرد که آسیب مکانیکی نقش برجسته‌ای در خستگی ترمومکانیکی منیفولد دود دارد. آسیب اکسیداسیون از آسیب خزش بیشتر بود و قابل صرفنظر کردن نیست.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Thermo-mechanical fatigue life prediction for exhaust manifold based on Sehitoglu model considering oxidation and creeping damages

نویسنده [English]

  • Hojjat Ashouri
Department of Mechanical Engineering, Varamin-Pishva Branch, Islamic Azad University, Varamin, Iran
چکیده [English]

Nowadays the exhaust manifolds are subjected to higher thermal stress than before, due to the increasing engine power output, fuel consumption and gas emission. Thus, simulation and analysis of fatigue cracks is essential. In this paper, thermo-mechanical fatigue (TMF) life analysis of the exhaust manifold is performed by using finite element method (FEM) and ABAQUS software to predict the temperature and stresses and then TMF fatigue life by using Sehitoglu theory and FEMFAT software. Mechanical properties of High silicon molybdenum (HiSiMo) ductile cast irons (DCI) obtained by LCF and tensile tests at different temperatures. The results of finite element analysis (FEA) proved that the confluence region withstands the maximum temperature and stress. The numerical results showed that the area where the maximum temperature and stress is occurred is where the least TMF life is estimated. The obtained TMF results proved that the mechanical damage plays a leading role in total TMF life of the exhaust manifold. The oxidation damage was greater than the creep damage which is not negligable.

کلیدواژه‌ها [English]

  • thermo-mechanical fatigue
  • finite element analysis
  • exhaust manifold and Sehitoglu theory

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از تاریخ 12 آذر 1402
  • تاریخ دریافت: 07 فروردین 1402
  • تاریخ بازنگری: 03 خرداد 1402
  • تاریخ پذیرش: 12 آذر 1402