مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

روش عددی برای پیش بینی عمر خستگی تحت بارگذاری های نامتناسب

نویسندگان
1 استادیار دانشگاه سمنان
2 دانشگاه سمنان
3 دانشگاه پدافند هوایی خاتم الانبیاء (ص)
چکیده
در این تحقیق روش جدیدی برای پیش‌بینی عمر خستگی تحت بارگذاری‌های نامتناسب ارائه شده است. این روش عددی برای پیش‌بینی عمر خستگی مواد مختلف شامل فولاد 1045، فولاد 30CrNiMo8HH، تیتانیوم TC4، آلیاژ منیزم AZ31B اکستروژن شده و آلومینیوم آلیاژی 6061 تحت بارگذاری های متناسب و نامتناسب بکار گرفته ‌می‌شود. روش ارائه شده در قالب دو اصلاحیه گسترش داده شده است. اصلاحیه اول با مرتبط کردن مقادیر آسیب بارگذاری‌های متناسب و نامتناسب و اصلاح مقدار آسیب بارگذاری نامتناسب سعی در کاهش خطای پیش‌بینی عمر خستگی تحت بارگذاری نامتناسب را داشته و اصلاحیه دوم با استفاده از ضریب سخت شوندگی نامتناسب و یک رابطه خطی مقدار آسیب در بارگذاری نامتناسب را اصلاح کرده و متعاقبا عمر خستگی هم مورد اصلاح قرار می‌گیرد. در ادامه، این روش روی چند مدل خستگی پرکاربرد شامل ماکزیمم کرنش برشی، مدل SWT، مدل فاطمی-سوشی به علاوه مدل بابایی-قاسمی اعمال شده و نتایج با مشاهدات آزمایشگاهی مقایسه و صحت سنجی می‌شود. میزان تغییرات خطا و افزایش دقت پیش‌بینی عمر خستگی با روش ارائه شده با مقادیر مقادیر اصلاح نشده مقایسه و مورد بحث قرار گرفته است. نتایج نشان می‌دهند روش ارائه شده برای تمام مواد مورد بررسی میزان خطا در محاسبه عمر خستگی را به مقدار چشم‌گیری کاهش می‌دهد.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

A novel numerical method for fatigue life prediction under non-proportional loadings

نویسندگان English

Ahmad Ghasemi-Ghalebahman 1
Saeid Babaei 2
Hasan Mansoori 3
1 Semnan University
2 Semnan University
3 Khatam-ol-anbia Univeristy
چکیده English

The present study proposes a novel numerical method for fatigue life prediction under non-proportional loading. This method is employed for fatigue life estimation of different materials including 1045 Steel, 30CrNiMo8HH, Titanium TC4, extracted AZ31B Magnesium and Aluminum alloy 6061 under both proportional and non-proportional loadings. Basis of the method is developed in the framework of two numerical modifications. The first modification modifies fatigue damage parameters by correlating damages quantities of non-proportional loading to the proportional one. The second modification uses the same equation as the first one, but the corresponding damage coefficient is replaced by the additional hardening coefficient. In addition, these modifications are applied to fatigue damage parameters including maximum shear strain, SWT, Fatemi-Socie, and Babaei-Ghasemi model and also verified against experimental observations available in literature. Furthermore, the obtained results are discussed in details and also are compared to the non-modified findings. Moreover, the variation of the fatigue life prediction error is calculated for the aforementioned models. Finally, the results show considering and implementation of these modifications significantly improves the accuracy of the predicted fatigue lives for all the studied cases.

کلیدواژه‌ها English

Fatigue
Fatigue Models
Numerical methods
Damage Mechanics