اثر دمای شاتون بر عمر خستگی پرچرخه آن

نوع مقاله : مقاله علمی

نویسنده
گروه مکانیک، واحد ورامین-پیشوا، دانشگاه آزاد اسلامی، ورامین، ایران
10.22034/stme.2026.581888.1211
چکیده
شاتون بارگذاری پیچیده‌ای را تحمل می‌کند و لازم است به اندازه کافی مستحکم باشد تا در برابر نیروهای اعمالی بر آن مقاومت نماید. این امر مسلتزم مطالعه دقیق تنش‌های اعمالی بر شاتون و درنتیجه پیش‌بینی عمر خستگی آن در شرایط واقعی کارکرد موتور است. هدف این پژوهش ارزیابی اثر دمای شاتون بر عمر خستگی پرچرخه آن با استفاده از تحلیل دینامیکی شاتون است. در این پژوهش، تحلیل عمر خستگی پرچرخه شاتون با استفاده از روش اجزای محدود و نرم‌افزار انسیس به منظور پیش‌بینی دما و تنش و سپس عمر خستگی پر‌چرخه با استفاده از تئوری گودمن و نرم‌افزار انسیس ان‌کد دیزاین‌لایف انجام شده است. نتایج تحلیل ترمومکانیکی نشان داد که درنظر نگرفتن دمای شاتون باعث می‌شود که تنش اعمالی بر شاتون حدود 2/9 مگاپاسکال یا 8/4 درصد بیشتر از حد مجاز تخمین زده شود. بنابراین اثر دمای شاتون قابل چشم‌پوشی نیست و در تحلیل مکانیکی و سپس تخمین عمر خستگی شاتون باید درنظر گرفته شود. براساس نتایج تحلیل عمر خستگی، حداقل عمر خستگی شاتون با و بدون درنظر گرفتن دمای شاتون به ترتیب 109×904/2 و 109×634/2 سیکل است که در ناحیه بین ساق و سر کوچک شاتون قابل مشاهده است. بنابراین درنظر نگرفتن دمای شاتون باعث می‌شود که عمر خستگی پرچرخه شاتون حدود109×27/0 سیکل یا 3/10 درصد کمتر از حد مجاز تخمین زده شود.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

عنوان مقاله English

The effect of connecting rod temperature on its high-cycle fatigue life

نویسنده English

Hojjat Ashouri
Department of Mechanic, VaP.C., Islamic Azad University, Varamin, Iran
چکیده English

The complex loading that the connecting rod tolerates mandates an adequate solidity to withstand the applied forces. Therefore, it is necessary to precisely evaluate the stresses applied to the connecting rod and predict its fatigue life in the engine's actual operational conditions.The present study aimed to evaluate the impact of the connecting rod's temperaure on its high-cycle fatigue (HCF) life using the dynamic analysis of the connecting rod. The present study used the finite element method to analyze the HCF life. The ANSYS software was also used to predict the temperature, stresses, and HCF life through Goodman theory and nCode Design Life software.

The thermo-mechanical analysis results showed that neglecting connecting rod's temperaure results in an overestimation of the stress applied on the connecting rod by approximately 9.2 MPa (or 4.8%) than the actual limit, highlighting the critical impact of the thermal stress on the mechanical analysis and then fatigue life estimation of the connecting rod. The fatigue life analysis revealed that the minimum fatigue life of the connecting rod, considering and not considering thermal stress, was 2.904*109 and 2.634*109 cycles, respectively, observable in the area between the shank and small end of the connecting rod. Such findings indicated that disregarding temperature leads to an estimation of the HCF life of the connecting rod by approximately 0.27*109 cycles (10.3%) more than the actual limit.

کلیدواژه‌ها English

Temperature effect
Finite element analysis
Connecting rod
High cycle fatigue life

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 18 شهریور 1405

  • تاریخ دریافت 26 اردیبهشت 1405
  • تاریخ بازنگری 12 مرداد 1405
  • تاریخ پذیرش 18 شهریور 1405
  • تاریخ اولین انتشار 18 شهریور 1405
  • تاریخ انتشار 18 شهریور 1405