تحلیل شکست در چرخدنده های ساده سبک سازی شده سوراخ دار کامپوزیت زمینه فلزی با تغییر شعاع فیلت پای دندانه

چرخدنده ها از عضوهای حیاتی سیستم های انتقال قدرت هستند و در بیشتر قسمت های چرخنده ماشین های گردان وجود دارند. کاهش وزن در این اعضا از دغدغه های اصلی تولیدکنندگان و طراحان چرخدنده است که برای رسیدن به این هدف استفاده از روش های سبک سازی و مواد با وزن کم مانند انواع کامپوزیت ها را در برنامه خود قرار دادند. باتوجه به بار نوسانی و در نتیجه وجود خستگی و شکست چرخدنده ها ، نازک کردن بیش از حد ریم یا پهنای چرخدنده و تغییرات بیش از حد شعاع فیلت پای دندانه باعث بروز تمرکز تنش ، ترک و در نهایت شکست و از رده خارج شدن ماشین می شود.کامپوزیت های زمینه فلزی در سالهای اخیر به علت وزن کم، استحکام و سفتی زیاد، مدول ویژه بالا و مقاومت سایشی بسیار عالی توسعه بسیار زیادی یافته اند. در حال حاضر این کامپوزیت ها در صنایع هوافضا، صنایع نظامی و خودروسازی و برای ساخت قطعات جنگنده ها و ماهواره ها، قطعات اتومبیل و غیره به کار می روند. تحلیل شکست در چرخدنده ها و محورهای انتقال قدرت به کمک روش های عددی از پیشرفت های چشم گیر در زمینه مکانیک شکست به حساب می آیند. تحلیل این نوع چرخدنده ها توسط نرم افزارهای المان محدود مانند آباکوس و به دست آوردن نقاط ضعف طراحی ها جهت بهبود آنها مانند شعاع مناسب فیلت پای دندانه از بروز شکست و خسارت های احتمالی جلوگیری می کند.در این تحقیق با توجه به اهمیت پارامتر ضریب شدت تنش در مکانیک شکست ، مدل سازی یک چرخدنده ساده ترک دار سبک سازی شده سوراخ دارکامپوزیت زمینه فلزی در نرم افزار المان محدود آباکوس با روش انتگرال J انجام شد ومقادیر ضریب شدت تنش به دست آمده با نوع فولادی مقایسه شد .

کلیدواژه ها:

مکانیک شکست ، چرخدنده ساده کامپوزیت سبک سازی شده زمینه فلزی ترک دار ، ضرایب شدت تنش ، روش المان محدود ، شعاع فیلت پای دندانه