مطالعه فرایند انطباق تداخلی و تاثیر آن بر عمر خستگی در فولاد سخت

در این پژوهش فرایند انطباق تداخلی و تاثیر آن بر عمر خستگی قطعات سوراخ داری از جنس فولاد AISI۴۳۴۰ سخت کاری شده به صورت تجربی مورد بررسی قرار گرفت. به این منظور، پین هایی از جنس تنگستن کارباید درون قطعات فولادی جازده شده و تحت آزمون خستگی با نسبت بار صفر و فرکانس ۱۰ هرتز قرار گرفتند. این آزمایش ها برای نمونه هایی با ۵ سطح تداخل و دو بار تکرار صورت گرفت. نتایج به دست آمده نشان داد که نیروی فشاری لازم برای جازنی پین در سوراخ با افزایش اندازه تداخل بیشتر می شود. بیشترین مقدار این نیرو نیز زمانی بود که پین به سطح زیرین نمونه رسیده و بیشترین حجم تغییرشکل انجام گرفت. شبیه سازی سه بعدی المان محدود فرآیند انطباق تداخلی نشان داد که توزیع تنش های پسماند ایجاد شده در دیواره سوراخ به صورت فشاری و در فاصله دورتر از آن کششی می باشند. همچنین نتایج آزمون های تجربی خستگی حکایت از افزایش عمر خستگی نمونه ها تا میزان انطباق تداخلی ۱.۵% داشت. در این سطح، عمر خستگی نسبت به نمونه بدون انطباق، حدود ۲.۵ برابر است. ولی با افزایش تداخل تا ۲%، روند صعودی عمر خستگی متوقف می گردد. بررسی سطح مقطع شکست نمونه ها حاکی از آن بود که ترک های خستگی در نمونه های دارای انطباق پرسی از لبه سوراخ شروع به جوانه زنی می کنند. این در حالی است که در نمونه های بدون تداخل، محل آغاز جوانه زنی ترک در صفحه میانی سوراخ می باشد.

کلیدواژه ها:

Interference Fit ، Fatigue Life ، Finite element simulation ، انطباق تداخلی ، عمر خستگی ، شبیه سازی المان محدود