دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 26 7 2026 06 22 The effect of local plasticity on the low-cycle fatigue life of cylinder heads اثر پلاستیسته موضعی بر عمر خستگی کم­چرخه سرسیلندر 517 527 28641 10.48311/mme.2026.119180.82974 FA حجت عاشوری گروه مکانیک، واحد ورامین-پیشوا، دانشگاه آزاد اسلامی، ورامین، ایران 0000-0002-0983-4795 Journal Article 2026 02 08 The cylinder head is one of the most important and complex parts of the engine that withstands thermal and mechanical loads. Thermomechanical stresses applied to the cylinder head can lead to fatigue damage. The aim of this research is to evaluate the effect of local plasticity on the low-cycle fatigue (LCF) life of the cylinder head. For this purpose, in the first step, thermo-mechanical analysis of the cylinder head was performed using ANSYS software to predict temperature and stress. Then, the effect of local plasticity on the low-cycle fatigue life was evaluated using the Neuber method using ANSYS nCode Design Life software. Constants of the Chaboche hardening model of the aluminum alloy were calculated using low-cycle fatigue tests at different temperatures. LCF tests were simulated by ANSYS software, showing a very good fit between the experimental and simulation results of LCF tests.The results of thermo-mechanical analysis showed that the maximum temperature and stress in the cylinder head were 212.8°C and 87.211 MPa, respectively. The minimum LCF life of the cylinder head with and without considering local plasticity was predicted to be 1486 and 3058 cycles, respectively. Based on the results of the low-cycle fatigue life, not considering the effect of local plasticity causes the LCF life of the cylinder head to be estimated significantly higher than the allowable limit. Therefore, it is necessary to consider the effect of local plasticity in the analysis of the LCF life of the cylinder head. سرسیلندر یکی از قطعات بسیار مهم و پیچیده موتور است که بارهای حرارتی و مکانیکی را تحمل می‌کند. تنش‌های ترمومکانیکی اعمالی بر سرسیلندر می‌تواند منجر به آسیب خستگی در آن شود. هدف این پژوهش ارزیابی اثر پلاستیسیته موضعی بر عمر خستگی کم‌چرخه سرسیلندر است. برای این منظور در گام نخست تحلیل ترمومکانیکی سرسیلندر با استفاده از نرم‌افزار انسیس به منظور پیش‌بینی دما و تنش انجام شده است. سپس اثر پلاستیسیته موضعی بر عمر خستگی کم‌چرخه با استفاده از روش نیوبر با استفاده از نرم‌افزار انسیس ان‌کد‌دیزاین‌لایف مورد ارزیابی قرار گرفته است. ثابت‌های مدل سخت‌شوندگی چابوچه آلیاژ آلومینیم با استفاده از تست‌های خستگی کم‌چرخه در دماهای مختلف محاسبه گردید. تست‌های خستگی کم‌چرخه به وسیله نرم‌افزار انسیس شبیه‌سازی شد و نشان داده شد که انطباق بسیار مناسبی بین نتایج تجربی و شبیه‌سازی شده تست‌های خستگی وجود دارد. نتایج تحلیل ترمومکانیکی نشان داد که ماکزیمم دما و تنش در سرسیلندر بترتیب 212.8درجه‌سانتیگراد و 87.211 مگاپاسکال است. حداقل عمر خستگی کم‌چرخه سرسیلندر با و بدون درنظر گرفتن پلاستیسیته موضعی بترتیب 1486 و 3058 سیکل پیش‌بینی گردید. براساس نتایج عمر خستگی کم‌چرخه، درنظر نگرفتن اثر پلاستیسیته موضعی باعث می‌شود، عمر خستگی کم-چرخه سرسیلندر بصورت قابل ملاحظه‌ای بیشتر از حد مجاز تخمین زده شود. بنابراین لازم است اثر پلاستیسیته موضعی در تحلیل عمر خستگی کم‌چرخه سرسیلندر درنظر گرفته شود. https://mme.modares.ac.ir/article_28641_1e5afae270de728fd14f20133233d33a.pdf