26970

بررسي مكانيك شكست ترك خوردگي آسپريتي در اثر تماس لغزشي

كارشناسي ارشد

ماشين ريلي - راه آهن

1398

1401/06/15

خانم دكتر پريسا حسيني تهراني

راه آهن

نا همواري يا برآمدگي هاي سطحي موجود بر روي سطوح تماس، معروف به آسپريتي(زبري)، كه به دليل نيروهاي سطحي برشي و نرمال در مقياس هاي مختلف رخ مي دهد بر دوام و عملكرد بسياري از اجزاي مكانيكي تأثير گذار است. در اين پايان نامه، شكست يك آسپريتي به دليل لغزش روي يك آسپريتي صلب با استفاده از يك مدل المان محدود دو بعدي (كرنش صفحه اي) و مكانيك شكست الاستيك خطي(LEFM) مورد بررسي قرار ميگيرد. اثرات عمق تداخل آسپريتي ها، اصطكاك لغزشي ، موقعيت ترك در آسپريتي و اصطكاك سطح ترك بر شكست آسپريتي ، در اين پايان نامه بررسي ميشود. عمق تداخل آسپريتي ها و اصطكاك لغزشي اثرات قابل توجهي را بر نرخ و جهت رشد ترك دارند. انتقال از حالت برشي به حالت كششي غالب در رشد ترك با افزايش عمق تداخل آسپريتي و يا ضريب اصطكاك لغزشي ايجاد ميشود. مكانيسم باز شدگي ترك، لغزش و چسبندگي بين وجوه ترك براي طيفي از ضريب اصطكاك سطح ترك، عمق تداخل آسپريتي ها و ضريب اصطكاك لغزشي قابل بررسي مي باشد. نتايج شبيه‌ سازي ، باعث ايجاد درك مناسبي در مورد مكانيك شكست آسپريتي هاي موجود در سطوح لغزشي مي‌شود . واژه‌ هاي كليدي : آسپريتي يا زبري (Asperity)، ترك، مكانيك شكست الاستيك خطي (LEFM)، سايش، روش اجزاي محدود، حالت رشد ترك، لغزش، فاكتور شدت تنش، سايش

1401/06/22

A Fracture Mechanics Analysis of Asperity Cracking Due to Sliding Contact

9/6/2023 12:00:00 AM

Microfracture of surface protrusions residing on contacting surfaces, known as asperities, due to normal and shear surface traction occurs at various scales affecting the durability and performance of many mechanical components. In this study, microfracture of an asperity due to sliding against a rigid asperity was examined using a two-dimensional (plane strain) finite element model and linear elastic fracture mechanics. The effects of the asperity interference depth, sliding friction, crack position, and crack-face friction on the rate, direction, and dominant mode of crack growth were determined by the ranges of the maximum tensile and shear stress intensity factors. The asperity interference depth and sliding friction exhibited the most pronounced effects on the rate and direction of crack growth. A transition from shear to tensile dominant mode of crack growth was encountered with increasing asperity interference depth and/or sliding friction coefficient. Crack mechanism maps revealing the evolution of opening, slip, and stick between the crack faces are presented for a range of crack-face friction coefficient, asperity interference depth, and sliding friction coefficient. The simulation results provide insight into the underlying microfracture mechanics of asperities residing on sliding surfaces that exhibit different friction characteristics.

آسپريتي , ترك خوردگي , مكانيك شكست الاستيك خطي , تماس لغزشي , ضريب شدت تنش , سايش

َAsperity , Cracking , Linear Elastic Fracture Mechanics , Sliding Contact , Stress Intensity Factor , Wear

OMiD Haery Fard

dr. Parisa Hosseini Tehrani