شبیه سازی سه بعدی فرآیند غلطک کاری فیلت وبررسی افزایش مقاومت خستگی خمشی میل لنگ

میل لنگ همراه با یک شعاع فیلت در گوشه های محل یاتاقان طراحی می شود. شکست خستگی تحت بار خمشی، که از ناحیه ی فیلت آغاز می گردد به عنوان اصلی ترین عامل خرابی میل لنگ شناخته می شود، در نتیجه از فرآیند غلطک کاری فیلت برای افزایش مقاومت خستگی خمشی میل لنگ استفاده می شود. با انجام این فرآیند یک سری تنش های پسماند فشاری در ناحیه ی فیلت به وجود می آید که از تشکیل و رشد ترک های خستگی ناشی از بار خمشی جلوگیری می-کند. به دلیل مقاومت و چقرمگی بالا, ماشین کاری خوب و قیمت پایین چدن شکل پذیر، به طور معمول از این نوع چدن برای تولید میل لنگ استفاده می گردد.در این تحقیق به بررسی تاثیر این فرآیند در افزایش مقاومت خستگی خمشی یک نمونه میل لنگ ساخته شده از چدن شکل پذیر پرداخته می شود. در ابتدا از یک تحلیل المان محدود الاستیک-پلاستیک 3 بعدی برای مدل سازی فرآیند غلطک کاری و به دست آوردن توزیع تنش پسماند حاصل از آن استفاده شده است. سپس با استفاده از یک تحلیل الاستیک 3 بعدی توزیع تنش حاصل از بار خمشی، بدون در نظر گرفتن تنش های پسماند حاصل از فرآیند غلطک کاری، به دست آمده است. با استفاده از مکانیک شکست الاستیک خطی، یک ضریب شدت تنش معادل در یک صفحه خاص که بیشترین احتمال ایجاد و رشد ترک وجود دارد، به دست آمده است. با مقایسه ضریب شدت تنش به دست آمده با ضریب شدت تنش درگاهی، امکان شکست قبل و بعد فرآیند غلطک کاری مورد بررسی قرار گرفته است. برای تایید نتایج مدل سازی از نتایج آزمون خستگی خمشی میل لنگ که قبل و بعد فرآیند غلطک کاری روی آن انجام شده است استفاده می گردد. نتایج تجربی و تیوری نشان می دهد که فرآیند غلطک کاری فیلت، مقاومت خستگی خمشی میل لنگ را در حدود 2 برابر افزایش می دهد.

کلیدواژه ها:

میل لنگ ، غلطک کاری ، تنش پسماند ، خستگی ، روش المان محدود