طراحی و تحلیل دینامیکی یک دستگاه بارگذاری متناوب با مکانیزم لنگ–لغزنده برای آزمون خستگی مواد مهندسی با استفاده از شبیه سازی حرکت مکانیزم ها و تحلیل المان محدود

تحلیل خستگی و رفتار دینامیکی مکانیزم های بارگذاری نوسانی، به ویژه در چرخه های طولانی، نقش مهمی در طراحی و بهینه سازی تجهیزات آزمون دارد. در این پژوهش، یک دستگاه بارگذاری نوسانی با مکانیزم لنگ–لغزنده، ریل راهنمای خطی و محرک دورانی طراحی شد تا حرکت رفت وبرگشتی کنترل شده برای آزمون های خستگی فراهم گردد. مدل مکانیزم با استفاده از شبیه سازی حرکت اجزا ایجاد شد و نیروها، شتاب و جابجایی صفحه متحرک استخراج گردید. داده های دینامیکی پس از پردازش به نرم افزار تحلیل تنش و خستگی منتقل شد تا بررسی تنش، تمرکز تنش و عمر خستگی اجزای بحرانی مانند پین ها و لینک ها انجام شود. نتایج نشان دادند که بیشینه نیروهای وارد بر اتصالات در محدوده ۱۵۰۰ تا ۲۸۰۰ نیوتن قرار دارند و شتاب صفحه متحرک به حدود ۲۸ متر بر مجذور ثانیه می رسد. تحلیل خستگی نشان داد که انتخاب مناسب جنس و ضخامت اجزا، توزیع تنش و عمر مفید قطعات را بهینه می سازد. همچنین، افزایش سرعت دورانی شفت موجب افزایش نیروها و کاهش عمر قطعات می شود. این پژوهش نشان می دهد که تلفیق شبیه سازی حرکت اجزا و تحلیل تنش و خستگی، روشی موثر برای پیش بینی رفتار واقعی مکانیزم ها، شناسایی نقاط بحرانی و بهینه سازی طراحی تجهیزات آزمون خستگی است.

کلیدواژه ها:

دستگاه بارگذاری نوسانی ، تحلیل خستگی ، مکانیزم لنگ–لغزنده ، تحلیل تنش ، شبیه سازی حرکت اجزا