بررسی تجربی و شبیه سازی عددی رفتار خستگی نمونه‌های دارای تداخل تحت نیروی فشاری پیچ و مهره

Abstract

فرآیند تداخل یک تکنیک مؤثر برای بهبود عمر خستگی اتصالات می‌باشد و بصورت گسترده در صنایع مختلف به ویژه هوا-فضا و صنایع خودروسازی برای افزایش عمر خستگی اتصالات مورد استفاده قرار می‌گیرد. بیشتر مطالعات انجام گرفته شده در زمینه تداخل بر روی ورق‌های سوراخ باز انجام شده‌اند. این در حالی است که تداخل در عمل برای اتصالات پیچی هم به کار می‌رود که رفتار متفاوتی در مقایسه با اتصالات با سوراخ باز دارند. اهمیت این پژوهش در گسترش دادن به معلومات موجود در زمینه اتصالات تحت تداخل به مرحله‌ی پس از بستن پیچ و مهره می‌باشد در این مقاله تحقیق جامعی بر روی تأثیر تداخل توأم با پیش‌بار اتصال پیچ و مهره بر عمر خستگی ورق سوراخ‌دار بصورت تجربی و عددی انجام شده است. آزمایش‌های خستگی بر روی آلیاژ آلومینیم 7075-T6 انجام شده است و نمودار تنش-عمر برای نمونه‌ها به دست آمده است. توزیع تنش و کرنش اطراف سوراخ نمونه‌های دارای تداخل و پیش‌بار حین اعمال بار دینامیکی طولی با استفاده از یک مدل المان محدود سه بعدی در نرم‌افزار انسیس تحلیل شده است. نتایج به دست از مدل المان محدود برای توجیه مشاهدات تجربی استفاده شده است. توزیع ‌پیش‌تنش ناشی از تداخل و باز توزیع آن پس از اعمال نیروی فشاری به دست آمده است. نتایج به دست آمده نشان می‌دهد که اعمال نیروی فشاری پیچ و مهره بر روی نمونه‌های دارای تداخل باعث افزایش عمر خستگی نمونه‌ها شده است. بیشترین بهبود عمر در نمونه‌های تحت پیش‌بار 3409 و 6818 نیوتن بترتیب 2.5 و 7 برابر نمونه‌های تداخل می‌باشد.