تحقیقات موتور

تحقیقات موتور

تخمین طول عمر خستگی دسته‌موتورهای لاستیکی موتور درون‌سوز

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 دانشکده مهندسی مکانیک و انرژی، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران
2 دانشکده مکانیک وانرژی، دانشگاه شهید بهشتی ، تهران، ایران
10.22034/er.2026.2078883.1121
چکیده
هدف این مقاله ارائه روشی برای تخمین عمر خستگی دسته‌موتورهای لاستیکی موتورهای درون‌سوز بر اساس مؤلفه‌های ارزیابی آسیب خستگی است. در گام نخست، به‌منظور تعیین خواص مکانیکی و تشکیل معادله ساختاری لاستیک مورد استفاده در دسته‌موتور، آزمون‌های کشش تک‌محوره، فشار تک‌محوره و کشش صفحه‌ای انجام شد و مدل مونی - ریولین برای توصیف رفتار هایپرالاستیک ماده به‌کار گرفته شد. سپس، آزمون‌های عمر خستگی تحت شرایط آزمایشگاهی مشخص بر روی نمونه‌های دمبلی سه‌بعدی و دسته‌موتور به‌منظور استخراج داده‌های تجربی عمر خستگی اجرا گردید. در ادامه، مؤلفه‌های ارزیابی آسیب خستگی شامل چگالی انرژی کرنشی، تنش مؤثر، کرنش اصلی گرین–لاگرانژ، کرنش آلمانسی–اویلر و کرنش برشی هشت‌وجهی با استفاده از روش المان محدود و تحت شرایط بارگذاری مطابق با آزمون‌های عمر خستگی برای نمونه دمبلی سه‌بعدی و دسته‌موتور محاسبه شدند. سپس با برازش منحنی توزیع توانی بین مؤلفه‌های محاسبه‌شده و عمر خستگی تجربی نمونه دمبلی سه‌بعدی، مدل‌های تخمین عمر خستگی تشکیل شدند. در نهایت، با جای‌گذاری مقادیر محاسبه‌شده مؤلفه‌های آسیب خستگی دسته‌موتور در مدل‌های متناظر، عمرهای خستگی تخمینی دسته‌موتور به‌دست آمدند و با نتایج تجربی مقایسه شدند. محاسبه ضریب همبستگی برای هر مدل نشان داد که مدل مبتنی بر کرنش اصلی گرین–لاگرانژ بالاترین دقت را در پیش‌بینی عمر خستگی دسته‌موتور دارد.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

عنوان مقاله English

Fatigue Life Prediction of an Internal Combustion Engine Rubber Mount

نویسندگان English

Ali Daraie Nezhad Fard 1
Seyed Mohammad Jafari 2
Abbas Rahi 2
1 Department of Mechanical and Energy Engineering, Shahid Beheshti University, Tehran, Iran
2 Department of Mechanical and Energy Engineering, Shahid Beheshti University, Tehran, Iran
چکیده English

In this paper, the aim is to present a method for accurately estimating the fatigue life of rubber engine mounts used in internal combustion engines based on fatigue damage evaluation parameters. In the first step, to determine the mechanical properties and establish the constitutive equation of the rubber used in the engine mount, uniaxial tension, uniaxial compression, and planar tension tests were performed, and the Mooney–Rivlin model was employed to describe the hyperelastic behavior of the material. Subsequently, fatigue life tests were conducted on 3D dumbbell specimens and engine mounts under specified laboratory conditions, in order to obtain experimental fatigue life data. Next, fatigue damage evaluation parameters—including strain energy density, effective stress, principal Green–Lagrange strain, Almansi–Euler strain, and octahedral shear strain—were computed using the finite element method under loading conditions identical to those of the fatigue life tests for both the 3D dumbbell specimen and the engine mount. Then, fatigue life estimation models were developed by fitting a power-law relationship between the calculated damage parameters and the experimental fatigue life of the 3D dumbbell specimen. Finally, by substituting the computed fatigue damage parameters of the engine mount into the corresponding models, the estimated fatigue lives of the engine mount were obtained and compared with experimental results. Calculation of the correlation coefficient for each model revealed that the model based on the octahedral shear strain and principal Green–Lagrange strain provides the highest accuracy in predicting the fatigue life of the engine mount.

کلیدواژه‌ها English

Fatigue Life Prediction
Rubber Engine Mount
fatigue damage evaluation parameters

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 25 مرداد 1405

  • تاریخ دریافت 11 آذر 1404
  • تاریخ بازنگری 15 تیر 1405
  • تاریخ پذیرش 25 مرداد 1405